Skogsbruk - mark och vatten, 99 sidor (pdf 2 Mb)

Transcription

SKOGSBRUK –
MARK OCH VATTEN
Skogsskötselserien nr 13, Skogsbruk – mark och vatten
©Skogsstyrelsen, Tord Magnusson, mars 2015
Skogsskötselserien är en sammanställning för publicering via Internet av kunskap om skogsskötsel utan ställningstaganden eller värderingar.
Texterna har skrivits av forskare och har bearbetats redaktionellt både sakligt och språkligt. De är upphovsrättsligt skyddade och får inte användas för kommersiellt bruk utan
medgivande.
I Skötselserien ingår:
1. Skogsskötselns grunder och samband
2. Produktion av frö och plantor
3. Plantering av barrträd
4. Naturlig föryngring av tall och gran
5.Sådd
6.Röjning
7.Gallring
8.Stamkvistning
9. Skötsel av björk, al och asp
10. Skötsel av ädellövskog
11.Blädningsbruk
12. Skador på skog
13. Skogsbruk – mark och vatten
14.Naturhänsyn
15. Skogsskötsel för friluftsliv och rekreation
16. Produktionshöjande åtgärder
17.Skogsbränsle
18. Skogsskötselns ekonomi
19.Skogsträdsförädling
20.Slutavverkning
Skogsskötselserien har tagits fram med finansiering av Skogsstyrelsen, Skogsindustrierna,
Sveriges lantbruksuniversitet och LRF Skogsägarna. Bidrag har även lämnats av Energimyndigheten för behandling av frågor som rör skogsbränsle och av Stiftelsen Skogssällskapet.
Omarbetningar (revisioner) för att ta fram andraupplagor har till stor del även bekostats av
Erik Johan Ljungbergs Utbildningsfond och Stiftelsen Skogssällskapet.
Skogsskötselserien – Skogsbruk – mark och vatten
Första upplagan, mars 2009
Andra omarbetade upplagan, mars 2015
Författare:
Tord Magnusson, Skog Dr, universitetslektor
© Tord Magnusson och Skogsstyrelsen
Redaktör: Clas Fries, Skogsstyrelsen
Typografisk formgivning: Michael Ernst, Textassistans AB
Grafisk profil: Louise Elm, Skogsstyrelsen
Diagrambearbetning, layout och sättning: Bo Persson, Skogsstyrelsen
Foto omslag: Ulf Johansson, fältundervisning i marklära, Tönnersjöheden, Halland
Utgivning: Skogsstyrelsen, www.skogsstyrelsen.se/skogsskotselserien
SKOGSSTYRELSEN SKOGSINDUSTRIERNA SVERIGES LANTBRUKSUNIVERSITET LRF SKOGSÄGARNA
2
Innehåll
Innehåll...........................................................................................................3
SKOGSBRUK – MARK OCH VATTEN.......................................................5
Energibalansen................................................................................................7
Frost, luftens temperatur...........................................................................10
Markens temperatur..................................................................................10
Tjäle..........................................................................................................11
Vattenbalansen..............................................................................................13
Vattnets flödesvägar..................................................................................14
Vattnets bindning i olika jordar.................................................................16
Luften i marken.............................................................................................18
Skogens näringsomsättning..........................................................................19
Vittring......................................................................................................20
Kvävefixering............................................................................................21
Deposition av luftföroreningar..................................................................22
Näringsupptagning....................................................................................23
Nedbrytning och mineralisering...............................................................26
Nitrifikation...............................................................................................30
Markens jonbyte........................................................................................31
Denitrifikation...........................................................................................33
Utlakning...................................................................................................33
Det aktiva skogsbrukets åtgärder..................................................................35
Kalavverkning .........................................................................................35
Temperaturvariationer, avrinning och näringstillgång ökar..................35
Utlakning till vattendrag och sjöar........................................................38
Hygget och frostrisken..........................................................................39
Mekanisk markberedning..........................................................................42
Markberedning minskar konkurrensen om vatten och näring..............42
Markberedning och uppfrysning...........................................................44
Effekter på näringsutlakning och erosion.............................................45
Markberedningens långsiktiga produktionseffekter.............................47
Hyggesbränning........................................................................................48
Röjning och gallring.................................................................................50
Terrängkörning och markskador...............................................................51
Markkompaktering................................................................................51
Markbrott och rotskador.......................................................................52
Erosionsrisk..........................................................................................52
Markstörning och kvicksilverutlakning................................................53
Skador på forn- och kulturlämningar....................................................54
Våtmarker och skogsdikning....................................................................56
Våtmarksterminologi............................................................................56
Effekter på näringsomsättning..............................................................60
Effekter på hydrologi, marktemperatur och torvdensitet.....................61
Effekter på vattenkvalitet......................................................................64
Skogsgödsling...........................................................................................69
Produktionsgödsling med kväve på fastmark,.......................................69
Behovsanpassad gödsling – en intensivodlingsform............................74
Torvmarksgödsling...............................................................................75
3
Kalkning och asktillförsel på fastmark.................................................78
Markens långsiktiga produktionsförmåga.....................................................81
Historiska debatter....................................................................................81
”Tallhedsproblemet”.............................................................................81
“Den gamla råhumusgranskogens” – marktillstånd..............................82
Intensivt nyttjande av biomassa................................................................85
Näringsfördelning mark – bestånd........................................................85
Effekter av GROT-skörd.......................................................................89
Effekter av stubbrytning.......................................................................91
Tar baskatjonerna i marken slut?..........................................................92
Litteratur.......................................................................................................96
4
SKOGSBRUK – MARK OCH VATTEN
Allmänt. De olika organismerna i ett skogsekosystem konkurrerar ständigt om grundläggande tillväxtfaktorer - framför allt energi, vatten och
näringsämnen. Alla åtgärder i skogsbruket har effekter på mark och vatten. För att förstå hur, är det nödvändigt att ha en inblick i skogens omsättning av energin, vattnet och näringsämnena.
Energibalansen. Strålningsenergin från solen driver processerna i biosfären, innan den slutligen avgår till rymden i form av värmestrålning. Huvuddelen av inkommande solstrålning åtgår för uppvärmning av atmosfär, vegetation och mark, samt för vattenavdunstning. Genom växternas
fotosyntes omvandlas en liten del av solstrålningen till kemiskt bunden
energi i organiskt material.
Vattenbalansen. Vatten omsätts i ett globalt kretslopp som inbegriper
vattenmagasin i lösa jordlager och sprickig berggrund, sjöar, hav, samt
atmosfären.
Luften i marken. När växtrötterna andas (respirerar) konsumeras syrgas
och bildas koldioxid. Därför måste det ständigt ske en luftväxling mellan markens porer och atmosfären, så att det finns syrgas i den jord som
omger rötterna.
Skogens näringsomsättning. Växter tar upp mineralnäringsämnen från
marken och bygger in dem i organiskt material. Nedbrytarorganismer
frigör näringsämnena från dött organiskt material och gör dem återigen
tillgängliga för växter. Växternas näringsbehov är allra störst för kväve,
och därnäst kalium. De resterande makronäringsämnena behövs i ungefär
lika stora mängder.
Det aktiva skogsbrukets åtgärder. Kalavverkning, röjning och gallring,
mekanisk markberedning, hyggesbränning, skogsdikning samt gödsling
är åtgärder som på olika sätt påverkar mark- och vattenförhållanden.
Markens långsiktiga produktionsförmåga. Skogsbruksmetodernas påverkan på markens långsiktiga produktionsförmåga har alltid varit viktiga
inslag i den skogliga debatten. Sådana diskussioner speglar hur kunskaper
om skogsekosystemet växt fram och även ge en förklarande bakgrund till
de skogsbruksmetoder som tillämpas idag.
5
De olika organismerna i ett skogsekosystem konkurrerar ständigt om
grundläggande tillväxtfaktorer – framför allt energi, vatten och näringsämnen. Den stenhårda konkurrensen lättar ibland tillfälligt, efter
”katastrofartade” förändringar i livsmiljön. Exempel på naturliga katastrofer som påverkar förutsättningarna för både växter och nedbrytare
är skogsbrand, stormskador, sjukdomar och insektshärjningar.
Människan har lärt sig att använda kraftig störning som huvudmetod
i all odling. De produktions- och föryngringsinriktade skötselåtgärderna
i skogsbruket avser att gynna vissa individer eller organismgrupper i
förhållande till andra, eller att aktivt motverka konkurrenter genom att
försämra livsmiljön för dessa.
Alla åtgärder i skogsbruket har effekter på mark och vatten. För att
förstå hur, är det nödvändigt att ha en inblick i skogens omsättning av
energi, vatten och näringsämnen.
Skogsekosystemen drivs i grunden av strålningsenergin från solen. De
gröna växterna omvandlar en del av solenergin till kemisk energi i form
av organiskt material. Det organiska materialet byggs samman av koldioxid från luften samt vatten och mineralnäringsämnen från marken.
Nedbrytarorganismerna – djur, svampar och bakterier – lever på den kemiskt
bundna energin i organiskt material. De är således beroende av döda rester,
så kallade förna, från de gröna växterna. De inbyggda näringsämnena i det
organiska materialet blir, genom mikrobiell nedbrytning, så småningom återigen tillgängliga för växterna. Förnans mängd, dess kvalitet som energikälla
och dess halter av mineralnäringsämnen blir därmed av avgörande betydelse
för ståndortens uthålliga produktionsförmåga.
Vattnets ständiga genomströmning utgör den viktiga länken för materialtransport mellan land- och vattenekosystemen.
6
Energibalansen
Strålningsenergin1,2,3 från solen driver, direkt eller indirekt, processerna i biosfären. Energin i sig själv är oförstörbar, men den kan
omvandlas och uppträda i olika former och kan spridas på olika sätt.
Strålningsenergin kan exempelvis omvandlas till kemiskt bunden
energi, eller till värme. Det förstnämnda, d.v.s. fotosyntesens omvandling av strålning till kemiskt bunden energi i organiskt material,
utgör endast en mycket liten del av inkommande solstrålning (ca
1–2 %).
Nettostrålningen för en yta (QN) är nettoresultatet av all in- och utstrålning,
d.v.s. både kortvågig solstrålning och långvågig värmestrålning (figur
MV1; faktaruta 1). Under vissa tidsperioder är nettostrålningen positiv
– till exempel vid klart väder mitt på dagen, särskilt sommartid – och då
värms vegetation och mark upp. Andra perioder är den negativ – vid klart
väder under natten – varvid vegetation och mark avkyls.
Solstrålning
Värmestrålning
Från atmosfär
RA
Globalstrålning
G
Från mark
RM
Reflekterad
från mark
Figur MV1 Strålningsbalansen vid jordytan. Det sammantagna resultatet av in- och utgående strålningskomponenter avgör nettostrålningen,
QN (se Faktaruta 1). Efter Odin, 1969.4
Odin, H. 1983. Kompendium i skogsmeteorologi. SLU, inst. för skoglig ståndortslära.
Lundmark, J.-E. 1988. Skogsmarkens ekologi. Ståndortsanpassat skogsbruk. Del 1 – Grunder. Skogsstyrelsen.
3
Ottosson Löfvenius, M. & Perttu, K. 2005. Kompendium i Klimatologi – med introduktion till Skogsmeteorologin. SLU, inst. för skogsekologi.
4
Odin, H. 1969. Hyggesstruktur och mikroklimat. I: Föryngringsfrågor i det mekaniserade skogsbruket. Kurskompendium. Sveriges Jägmästares och Forstmästares
Riksförbunds Fortbildnings AB, samt SLU, inst. för skogsföryngring.
1
2
7
QN = G(1–a) + RA – RM Faktaruta 1
där
QN = Nettostrålning
G = Globalstrålning, d.v.s. den kortvågiga instrålningen (solljuset) som träffar vegetationen/marken
a = mark- eller vegetationsytans albedo, d.v.s. den omedelbara
reflektion av en del av solstrålarna som sker då de träffar en yta
RA = inkommande långvågig strålning (värmestrålning) från
gaser och partiklar i atmosfären
RM = avgående långvågig strålning (värmestrålning) från mark
eller vegetation tillbaka till atmosfären
Energibalansen är en principmodell som beskriver utbytet av energi
i olika former mellan ett område och dess omgivning (figur MV2).
Energibalansen kan i ord uttryckas på följande sätt (se faktaruta 2 för
fullständig ekvation och vedertagna beteckningar):
Nettostrålning + tillfört värme – förlorat värme +/– värmelagring i
bestånd/mark = 0
Här är det alltså inte bara strålning som beaktas, utan även till- och bortförsel av värme genom luftrörelser och genom värmeledning. Luftflödet
kan vara horisontellt eller vertikalt. Luftens energiinnehåll kan delas
upp i den torra luftens energi samt dold energi i vattenånga. Energin
i den luftmassa som tillförs eller lämnar området avgörs alltså av om
den är varm eller kall och om den har hög eller låg luftfuktighet. All
avdunstning till atmosfären, d.v.s. bortförsel av vattenånga, medför värmeförluster.
Energibalansens variabler påverkas exempelvis av trädslag och av
skogsbruksåtgärder såsom avverkning, markberedning, hyggesbränning och dikesdränering och därmed påverkas också markens och den
marknära luftens temperaturförhållanden.
8
Nettostrålning
QN
Avdunstning
QE
Uppvärmning av luft
QH
Advektion
QA
QA
Värmelagring
QS
Figur MV2 Schematisk skiss av energiflöden under dagtid, för ett skogsbestånd
(beteckningar förklaras i faktaruta 2). Efter Odin, 1976.5 Illustration Bo Persson.
±QN ± QA ± QE ± QH ± QS = 0
Faktaruta 2
eller, om de horisontella värmeflödena med vind till och från området ifråga antas ta ut varandra
±QN ± QE ± QH ± QS = 0
där
QN = Nettostrålning.
QA = Nettoadvektion. Horisontell transport av luftmassor (vind), som
tillför eller bortför sensibelt och latent värme (se nedan).
QE = Vertikalt flöde av latent (dolt) värme i form av tillförsel / bortförsel av vattenånga. Kopplat till vattnets fasövergångar*.
QH = Konvektion. Vertikalt flöde av sensibelt (kännbart) värme.
QS = Lagringsterm. Värmeflöden som genom värmeledning ger
upphov till höjd eller sänkt temperatur i beståndsluft och i systemets
”fasta kroppar”, framför allt biomassa och mark. Lagringstermen
innefattar i princip även långsiktiga lagringsförändringar av kemiskt
bunden energi, d.v.s. nettoresultatet av fotosyntes minus respiration.
* Värme avges till en yta då vattenånga kondenserar (ånga à vatten),
eller fryser (vatten à is), exempelvis vid bildning av dagg eller rimfrost. Värme konsumeras däremot (dvs avkyler ytan) vid avdunstning.
Odin, H. 1976. Skogsmeteorologiska faktorers förändring med kalhuggning. Del I.
Skogshögskolan, inst. för skogsföryngring. Rapporter och uppsatser nr 73–1976.
5
9
Frost, luftens temperatur
Med frost6 menas att lufttemperaturen är under 0 oC. Begreppet brukar också
innefatta den avsättning av iskristaller på vegetations- och markytor som kan
bildas.
Frost vid markytan och i marknära luftlager uppstår på två olika sätt, vilka
dock ofta samverkar:
• Advektionsfrost uppstår då redan kall luft (< 0 oC) tränger in över
ett större område. Den kalla luften kan föras till ett visst område
genom storskaliga luftrörelser i atmosfären. Kall luft har större
densitet än varm luft, d.v.s. den är tyngre och tenderar att röra sig
nedåt i terrängen.
• Strålningsfrost uppkommer då vegetations- eller markytan och
de marknära luftlagren successivt avkyls genom långvågsstrålning ut till atmosfären under klara och vindstilla nätter.
Avkylningsprocessen vid markytan går mycket snabbare på kal
mark än i bestånd, eftersom de överskärmande träden minskar
värmeutstrålningen från marken. Denna typ av frost uppstår alltså
främst på kalmark. Frostrisken är störst i den lokala topografins
flacka partier och i sänkor, där den marknära luften ligger stilla
under natten.
Markens temperatur
Markens värmeledningsförmåga och värmelagringsförmåga är mycket viktiga begrepp för att förstå dygns- och årstidsvariationer i markens temperatur.
Värmelagringsförmågan anger hur mycket energi som måste tillföras, per viktsenhet material, för att dess temperatur ska öka en grad.
Värmeledningsförmågan anger hur effektivt värme sprids i marken.
Markluften, markvattnet och de två huvudtyperna av fast material – organiskt material respektive mineralpartiklar – har mycket olika värmeledningsförmåga (tabell MV1). Därför är det stor skillnad mellan torr och fuktig jord,
och mellan torv- och mineraljord, när det gäller hur marken som helhet leder
värme. På liknande sätt har markens beståndsdelar olika värmelagringsförmåga – vatten har störst och luft minst.
Ottosson Löfvenius, M. & Loman, G. 1997. Lokal- och mikroklimat. I: Marken i skogslandskapet. Skogsstyrelsen.
6
10
Tabell MV1 Värmeledningsförmåga och värmelagringsförmåga för de olika huvudkomponenterna i jord. Data från Hillel, 1982.7
Värmeledningsförmåga
(W/m, oC)
Värmelagringsförmåga
(MJ/m3, oC)
Luft
Vatten
0,57
Mineralmaterial
(genomsnitt)*
2,9
Organiskt
material*
0,25
0,025
0,0012
4,2
2,0
2,5
* Observera att angivna värden för mineralmaterial och organiskt material gäller materialet
som sådant, d.v.s. massiv fast substans. Jorden som helhet består däremot av en stor volymsandel porer, fyllda antingen med luft eller vatten. Värmelagringsförmågan i torr mineraljord
och torr organisk jord är därför bara ca hälften respektive en fjärdedel av tabellens värden
för respektive material. Värmeledningsförmågan i torr mineraljord och torr organisk jord
är i bägge fallen i storleksordningen en tiondel av tabellens värden för respektive material
(Odin, 1983).8
För att få en uppfattning om hur markens temperaturförhållanden skiljer sig
mellan jordar måste man ta hänsyn till både värmeledningsförmåga och värmelagringsförmåga. Några grova generaliseringar kan göras.
Fuktiga jordar värms upp långsammare än torra jordar, eftersom vattnet
kräver stor mängd tillförd energi per grad temperaturhöjning. I gengäld sker
avkylningen också långsammare i fuktig jord. Detta gäller i princip för såväl mineraljordar som torvjordar. Likaså kan konstateras att värme sprider
sig långsammare i organiskt material än i mineralmaterial, på grund av det
organiska materialets låga värmeledningsförmåga. Skillnaden blir särskilt
stor vid jämförelse av torra mineral- och organiska material. En viktig konsekvens av detta är att organiska ytskikt som mossa och humuslager har värmeisolerande egenskaper, både när det gäller uppvärmning (instrålning) och
avkylning (utstrålning).
Tjäle
Isbildning i marken benämns tjäle.9,10 Markens värmeförluster under hösten
och vintern gör att marktemperaturen sjunker. Slutligen fryser markvattnet
från ytan och neråt. Torra och väldränerade jordar tjälar snabbt och djupt.
Marker med stor värmelagningskapacitet, såsom finkorniga och därmed vattenhållande jordar, samt låglänta områden med ytligt liggande grundvattenyta, tjälar senare och till mindre djup.
Snö är isolerande och minskar därför markens värmeförluster. Tidig bildning av snötäcke på förvintern, och mäktigt snötäcke under vintern, har avgörande betydelse för att begränsa markytans avkylning och därmed tjälens
nedträngande under en vinter.
Hillel, D. 1982. Introduction to Soil Physics. Academic Press Inc.
9
Troedsson, T. & Nykvist, N. 1973. Marklära och markvård. Almqvist & Wiksell
Läromedel AB. Stockholm.
10
Grip, H. & Rohde, A. 1988. Vattnets väg från regn till bäck. Hallgren & Fallgren,
Studieförlag AB.
7
8
11
Tjälningsdjupet påverkas även av skogsbeståndet. Tjälningen i skogen fördröjs genom att beståndet minskar markens värmeutstrålning till atmosfären.
Tjälningsdjupet kan därför vara mindre i skogen än på kal mark. Men om
beståndet är så tätt att snötäcket på marken blir mycket tunnare än ute på kalmarken, kan denna faktor ta överhanden och den sammantagna effekten blir
tvärtom ett större tjälningsdjup i skogen.
Tjälskjutning
Vatten får ca 10 % större volym när det fryser till is. Detta ger upphov till
så kallad tjälskjutning. Mycket fuktig jord utvidgas vid frysning och skjuter
markytan uppåt.
Jord som vid isbildningen inte är särskilt fuktig, såsom till exempel väldränerad sandjord, får obetydligt förhöjd markyta eftersom de växande iskristallerna får plats i jordens luftfyllda porer.
Jord som innehåller mycket finmo- och mjälapartiklar11 är särskilt starkt
tjälskjutningsbenägen. Sådan jord är oftast nära vattenmättnad när den fryser
på hösten och har dessutom stor förmåga att från större djup suga upp ytterligare vatten till isbildningszonen under frysningsprocessen. Rena islinser kan
på så sätt bildas och bli flera cm mäktiga.
Ojämn tjälskjutning, så kallat tjälskott, beror på att vatten från omgivande
och underliggande jord har sugits in mot en tillväxande islins som därför
skjuter upp markytan särskilt mycket i förhållande till omgivande markyta.
Detta fenomen blir särskilt märkbart på vägar och ger ofta upphov till stora
hål när tjällossning sker. Det ansamlade vattnet under upphöjningen rinner
bort, under samtidig erosion av jordmaterial.
En mineraljordart har en viss partikelsammansättning (textur). Olika kornstorlekar har
olika namn. Huvudfraktionerna är följande: Ler (<0,002 mm diam.); mjäla (0,002–0,02
mm); mo (0,02–0,2 mm); sand (0,2–2 mm); ); grus (2–20 mm); sten (2–20 cm); block (>20
cm).
11
12
Vattenbalansen
Vatten omsätts i ett globalt kretslopp som inbegriper vattenmagasin
i lösa jordlager och sprickig berggrund, sjöar, hav, samt atmosfären.
Vattnet avdunstar från både land och hav till atmosfären – landytorna
tillförs vatten via nederbörden – och avrinnande vatten rör sig via sjöar
och floder mot havet.
Till- och bortförsel av vatten för ett begränsat skogsområde utan tillrinning, eller ett hydrologiskt avrinningsområde (figur MV3), d.v.s.
vattenbalansen,12,13 kan i ord uttryckas på följande sätt (se faktaruta 3 för fullständig ekvation och vedertagna beteckningar):
Nederbörd = evapotranspiration (avdunstning) + avrinning +/– lagring
Nederbörden kan antingen avdunsta tillbaka till atmosfären, rinna bort, eller
lagras tillfälligt inom området. Den totala avdunstningen, eller evapotranspirationen, består av två olika delposter:
• Med evaporation menas avdunstning från våta ytor (vattenytor,
våta blad eller barr, hällar, jord, snö, etc).
• Med transpiration menas vatten som via växters ledningsvävnader och klyvöppningar avdunstar till atmosfären.
Avrinningen kan ibland delas upp på grundvattenavrinning och ytavrinning,
där det sistnämnda avser vatten som aldrig tränger ner i jorden utan rinner
bort på markytan. Förändringar i den tillfälliga lagringsposten kan till exempel vara höjning eller sänkning av grundvattenytan inom området, uppfuktning eller uttorkning av jorden ovan grundvattenytan, eller ansamling eller
avsmältning av snötäcke, m.m. Förrådsfluktuationer av denna typ kan ofta
ignoreras då man översiktligt beskriver ett områdes vattenbalans på årsbasis.
Många skogsbruksåtgärder, i synnerhet trädavverkning och dikning, påverkar vattenbalansen på ett mycket påtagligt sätt.
Studieförlag AB.
13
Rodhe, A. 1997. Vattnet i skogen. I: Marken i skogslandskapet, s. 81–103. Skogsstyrelsen.
12
13
Nederbörd
P
Evaporation
E
Transpiration
T
Lagring S
Avrinning
R
Figur MV3 Vattenbalansens huvudkomponenter (beteckningar förklaras i
texten och i faktaruta 3). Illustration Bo Persson.
P = (E + T) + R ± S
Faktaruta 3
där
P = nederbörd, regn och snö (eng. Precipitation)
E = evaporation
T = transpiration
R = avrinning (eng. Runoff)
S = lagring, magasinering (eng. Storage)
Vattnets flödesvägar
Vattnet i marken kan karaktäriseras som antingen fritt vatten eller bundet vatten. Fritt vatten är vatten i sjöar och vattendrag, grundvatten i jord och berg,
ytavrinnande vatten, samt det vattenöverskott som efter kraftig nederbörd är
på väg att dräneras ner genom markprofilen till grundvattenytan (s.k. sjunkvatten). Det fria vattnets allmänna rörelseriktning genom marken och landskapet beror i grunden på gravitationen, men styrs av de olika flödesvägarnas
kapacitet att leda vatten.
Vattnets infiltration i marken är en viktig process som påverkar vattnets flödesvägar fram till vattendragen. Infiltrationskapaciteten, i förhållande till nederbördens intensitet, avgör om ytvatten bildas och om ytvattenavrinning kan
förekomma. Ytvattenavrinning kan i sin tur ge upphov till erosion av marken.
14
Grundvatten nybildas
I vårt humida klimat tillför nederbörden tämligen regelbundet nytt vatten över hela landskapet. Detta ger ständig nybildning av grundvatten,
vilket kompenserar för grundvattenavrinningen till lägre liggande terräng.
Variationer i grundvattenytans läge över tiden orsakas dock av långa torroch nederbördsperioder, liksom av vinterns snöackumulation och vårens
snösmältning.
Grundvattnet rör sig hela tiden sakta ner mot terrängens lägsta delar, där
grundvattenytan närmar sig markytan och ytvatten uppträder. Nivåskillnaden
mellan vattenytan i dalgångarnas ytvatten och de upphöjda terrängavsnittens grundvattenyta upprätthåller den tryckskillnad som driver grundvattnets
ständiga rörelse mot lägre terräng.
I ett landskap med oregelbunden topografi kommer grundvattnet på sin
färd nedåt mot bäckdalar och sjöar att tränga upp till markytan på många lokalt låglänta ställen. Den hydrologiska benämningen på dessa platser (myrar,
surdråg, o.s.v.) är utströmningsområden. I vissa av områdena blir utströmningen så kontinuerlig och så omfattande att ytvatten uppstår, d.v.s. avrinningen fortsätter på markytan. De områden i landskapet där nederbörden
istället infiltrerar ner i marken och överskottsvattnet bildar nytt grundvatten
som sedan sakta rör sig nedåt i grundvattenzonen, kallas inströmningsområden. Arealmässigt dominerar inströmningsområdena över utströmningsområdena.
Vattnet i grundvattenzonen rör sig dock långsamt eftersom vattenledningsförmågan är begränsad (tabell MV2). Denna bestäms av jordporernas storlek, vilket i sin tur avgörs av jordartens partikelstorlek och packningsgrad. I
de flesta jordar är vattenledningsförmågan mycket högre nära markytan än
på större djup, på grund av porösare jord med rotkanaler, m.m.
Tabell MV2 Överslagsvärden för vattenledningsförmåga (mättad hydraulisk konduktivitet) i olika mineraljordar*. Data från Fagerström och Wiesel, 1972.14
Sediment
Grovsand
Mellansand
Grovmo
Finmo
Mjäla
Lera
Morän
Grusig morän
Sandig morän
Moig morän
Moränlera
Vattenledningsförmåga*
vid mättnad (m/s)
10-2 – 10-4
10-3 – 10-5
10-4 – 10-6
10-5 – 10-7
10-6 – 10-8
10-7 – 10-9
< 10-9
* Vattenledningsförmågan i torvjordar minskar på analogt sätt med partikelstorlek. I låghumifierad vitmosstorv är den mättade vattenledningsförmågan i storleksordningen 10-4 m/s,
och i höghumifierad torv 10-6 – 10-8 m/s.15
Fagerström, H., Wiesel, C.-E. & SGF:s laboratoriekommitté. 1972. Permeabilitet och kapillaritet. BFRs informationsblad B7:1972.
15
Malmström, C. 1928. Våra torvmarker ur skogsdikningssynpunkt. Meddelanden från
Statens skogsförsöksanstalt 1928, 24.
14
15
Grundvattenytan i ett skogslandskap dominerat av mäktiga moränavlagringar ligger ofta nära markytan även i högre terränglägen. I områden med
sandiga och grusiga jordar, till exempel isälvssediment, sammanfaller däremot grundvattenytans läge inte lika väl med markytans topografi. Det grova
materialets större vattenledningsförmåga leder till en snabbare genomströmning av grundvatten och grundvattenytan ligger därför på större djup under
markytan i sådan terrängs höjdlägen.
Ytavrinning ovanlig
Ytavrinning (på markytan) förekommer relativt sällan i normal väldränerad
skogsmark i Sverige. En viktig orsak till detta är den klimatbetingade ansamlingen av organiskt material i ett humuslager vid markytan, vilket ger hög
infiltrationskapacitet. Ytavrinning kan dock förekomma i sluttningar, framför
allt i samband med snabb snösmältning på tjälad mark, eller efter mycket
häftiga regn. Det förekommer också i högre utsträckning på kal mark, såsom
hyggen, än i skog.
Vattnets bindning i olika jordar
Alla jordar innehåller vatten. Även i en ”torr” jord är luftfuktigheten nere i
marken normalt 100 %, vilket medför att alla fasta ytor är täckta av åtminstone
ett tunt skikt av adsorberade vattenmolekyler. Kapillärkrafter kan sedan bygga
på detta skikt av bundet vatten så att det fyller ut alltmer av utrymmet mellan
partikelytorna.16 Detta så kallade markvatten hålls kvar i det porösa jordmaterialet ovanför grundvattenytan. På dränerade marker utgör det bundna markvattnet vegetationens huvudsakliga vattenförråd mellan nederbördsperioderna. När
nederbörd infiltrerar i marken återställs först mängden bundet markvatten, upp
till den aktuella jordens vattenhållande kapacitet, varefter fritt vatten på grund
av gravitationen dräneras till grundvattnet.
Kapaciteten för att binda och hålla kvar vatten står i omvänd proportion
till storleken på de hålrum (porer) som finns mellan jordens fasta partiklar. Ju
större andel små porer desto fuktigare jord. Porstorleken är i sin tur relaterad
till partikelstorleken, d.v.s. små partiklar ger små porer. I välsorterade17 jordar
är sambandet mellan partikelstorlek och porstorlek mycket starkt, och porsystemet domineras därför ofta av en viss porstorlek. I osorterade jordar, såsom
moräner, är porfördelningen bredare. Huvudprincipen är dock att det i första
hand är de minsta partikelstorlekarna som bestämmer porstorleken, eftersom
finmaterialet fyller ut hålrummen mellan stora partiklar.
Den vattenhållande förmågan är mycket liten i välsorterade grovkorniga
jordarter, till exempel sand, medan den är mycket stor i finkorniga mjäla- och
lersediment. Moränjordar med genomsnittlig sammansättning, d.v.s. sandiga
till moiga, har tack vare andelen finfraktioner tämligen goda vattenhållande
egenskaper. Den normalt stora volymandelen block och sten i morän innebär
dock att den ”effektiva” jordvolymen ibland kan vara mindre än 50 % av totala
jordvolymen.
Studieförlag AB.
17
Mineraljordarna indelas i sorterade (framför allt vattensorterade sedimentjordar) och osorterade (framför allt moränjordar). Sorterade jordar, exempelvis sand eller mjäla, domineras
av en eller ett fåtal partikelfraktioner, medan osorterade normalt innehåller alla fraktioner.
16
16
I finkorniga jordar som håller kvar mycket bundet vatten, medför den alltför
höga vattenhalten risk för syrgasbrist kring växtrötterna och för mikroorganismer, samt problem med tjälskjutning och uppfrysning.
Vatten binds olika hårt
Det är inte bara mängden bundet vatten som är betydelsefullt, utan även hur
hårt det är bundet. I mycket finkorniga jordar, med små porer, är inte bara de
flesta porer vattenfyllda, utan vattnet är dessutom hårdare bundet än vatten
i större porer. Små porer suger alltså åt sig vattnet starkare. En stor del av
vattnet kan till och med vara så hårt bundet att det inte är upptagbart för växterna. I en lera kan upp till hälften av allt vatten vara bundet i så små porer
att det är otillgängligt (figur MV4).
Med begreppet kapillär uppsugning menar man en jords förmåga att suga
vatten från grundvattenytan upp mot markytan. Denna förmåga är direkt
kopplad till storleken (diametern) på jordens porer. Den så kallade kapillära
stighöjden för en jord anger till vilken höjd ovan grundvattenytan vatten sugs
upp. Kapillära stighöjden är mindre än 1 dm i en ren grovsand, medan den
kan vara flera tiotals meter i en starkt lerhaltig jord. Detta innebär exempelvis att vegetation som växer i en väldränerad sandjord, i praktiken är helt
beroende av regelbunden nederbörd för sin vattenförsörjning.
100
% av jordvolym
Jordmaterial
50
40
30
Dränerbart vatten
(luft efter dränering)
Upptagbart vatten
20
10
Ej upptagbart vatten
Grus
Sand
Mo
Mjäla
Lättlera
Mellanlera
Styv
lera
Figur MV4 Vattenhållande egenskaper i naturligt sorterade sedimentjordar.
Relativa mängder av dränerbart, upptagbart och icke upptagbart vatten i
det övre mineraljordsskiktet (med viss inblandning av organiskt material).
Ungefärliga värden baserade på data från Andersson & Wiklert, 1972.18
18
Andersson, S. & Wiklert, P. 1972. Markfysikaliska undersökningar i odlad jord. XXIII.
Grundförbättring Nr 2–3, 1972.
17
Luften i marken
När växtrötterna andas (respirerar) konsumeras syrgas och bildas
koldioxid. Fastmarksväxter har inga luftledningsvävnader ner genom
stammen till rötterna. Därför är de helt beroende av att det finns syrgas
i jorden som omger rötterna. Markens luftväxling innebär att ny syrgas tränger ner i marken från atmosfären och att bildad koldioxid på
omvänt sätt försvinner upp till atmosfären. Detta gasutbyte sker främst
genom molekylär diffusion, d.v.s. koncentrationsutjämning.
Tillgången på syrgas i jorden är en förutsättning inte bara för växterna utan
också för mikroorganismernas nedbrytning av dött organiskt material.19
Dessutom regleras eller påverkas flera andra centrala kemiska och biokemiska markprocesser av syrgastillgången.
Syrgasen i marken finns främst i markluften. Luft, i en någorlunda dränerad jord, finns i de allra största porerna (> ca 0,05 mm diam.). Allvarlig brist
på syrgas uppstår när vatten helt tränger bort luften från markens porsystem.
Syrgasbrist är därför kopplad till jordar med hög markfuktighet. Hög fuktighet nära markytan kan orsakas av en mycket ytligt liggande grundvattenyta,
eller av att jordarten är så finkornig att stark kapilläruppsugning sker från en
grundvattenyta på större djup.
Syrgas löser sig dock även i någon mån i vatten. Det är emellertid så låga
koncentrationer att det bara räcker en mycket kort tid för en aktiv syrgaskonsumerande rot i vattnet. Stillastående vatten medför därför snabbt total
syrgasbrist. Men om nytt vatten med däri löst syrgas ständigt tillförs området
kring roten, kan syrgastillförseln ändå vara långsiktigt tillräcklig. Lateralt
rörligt grundvatten, oftast benämnt ”rörligt markvatten”, eller i äldre litteratur ”översilning”, är en sådan situation. Jorden kan alltså ständigt vara nära
vattenmättnad, utan att syrgasbrist för rötterna inträder. Det sidledes rörliga
grundvattnet för också med sig lösta näringsämnen till rötternas närhet.
Sammantaget brukar detta fenomen kallas sluttningseffekten. I skogliga sammanhang är det ett viktigt specialfall, eftersom det medför högre bonitet.
Gröna växter omvandlar vid fotosyntesen strålningsenergi till kemiskt bunden energi i
form av kolhydrater med mera. Processen kräver tillgång till vatten och koldioxid, men
frisätter syrgas till atmosfären. Växterna själva, liksom nedbrytande mikroorganismer, utvinner sedan vid respirationen (andningen) den lagrade energin i det organiska materialet. Vid
denna nedbrytning åtgår syrgas, medan vatten och koldioxid återbildas, d.v.s. omvända reaktioner jämfört med fotosyntesen.
19
18
Skogens näringsomsättning
Kväve (N), fosfor (P), kalium (K), kalcium (Ca), magnesium (Mg) och
svavel (S) är de näringsämnen20,21 som för både växter och djur behövs
i störst mängd, så kallade makronäringsämnen. Atmosfären är den primära källan för kväve. Berggrunden är den primära källan för de fem
återstående makronäringsämnena. Växternas näringsbehov är allra
störst för kväve, och därnäst kalium. De resterande makronäringsämnena behövs i ungefär lika stora mängder.
Omsättningen av ämnen i naturen brukar beskrivas som biogeokemiska
kretslopp. Begreppet antyder att såväl biologiska, geologiska, som kemiska
omvandlingsprocesser kan bidra till de ämnesflöden som till slut bildar ett
kretslopp.
Omsättning i den allra största skalan, d.v.s. utbytet av ämnen mellan landmassor, hav och atmosfär, kallas globala kretslopp. Om man går ner i skala
och specifikt betraktar näringsomsättningen i en skog, växer det fram ett
eget lokalt kretslopp som domineras av näringsflöden mellan vegetation och
mark, mellan uppbyggande växter och nedbrytande mikroorganismer. Detta
”lilla kretslopp” är dock sammanlänkat med de stora globala kretsloppen via
flera viktiga processer som orsakar till- eller frånflöden av näringsämnen.
Kvävefixering, vittring av bergartsmaterial, och utlakning till vattensystemen, är exempel på sådana processer.
Lilla kretsloppet, kompletterat med de processer som länkar till de stora
globala kretsloppen, utgör en grund för förståelsen av mark-växtsystemets
näringsomsättning och ståndortens produktionsförmåga (figur MV5). Många
skogliga skötselåtgärder påverkar direkt eller indirekt processerna som driver
näringsämnenas omsättning i detta kretslopp.
Mineralvittring, kvävefixering (kvävebindning) och deposition från luften
är tillförselprocesser som utgör kontaktlänkar mellan de globala kretsloppen
och en ståndorts biogeokemiska kretslopp. Processerna tillför kontinuerligt
men långsamt nya näringsresurser.
På omvänt sätt förloras ständigt näring till de globala kretsloppen genom
denitrifikation (bara kväve) och utlakning. Mer oregelbunda förluster genom
brand och genom människans skörd av biomassa tillkommer.
Troedsson, T. & Nykvist, N. 1973. Marklära och markvård. Almqvist & Wiksell
Läromedel AB. Stockholm.
21
Lundmark, J.-E. 1988. Skogsmarkens ekologi. Ståndortsanpassat skogsbruk. Del 1 –
Grunder. Skogsstyrelsen.
20
19
CO2
O2
FOTOSYNTES
LUFTFÖRORENINGAR
BIOMASSA
DEPOSITION
FÖ
RN
N2 I LUFT
KVÄVEFIXERING
A
O2
CO2
NEDBRYTNING
OCH
MINERALISERING
NÄRINGSUPPTAGNING
NITRIFIKATION
UTLAKNING
JONBYTE
N2
N2 O
NO
DENITRIFIKATION
VITTRING
MINERAL
Figur MV5 Viktiga processer som påverkar ståndortens biogeokemiska
kretslopp av näringsämnen – ”Lilla kretsloppet”. Processerna beskrivs i
nedanstående avsnitt. Illustration Bo Persson.
Vittring
Fysikalisk vittring innefattar mekanisk krossning och nötning av bergartsmaterial, is-, salt- och rotsprängning längs befintliga sprickor, samt sprickbildning på grund av starka temperaturvariationer. All sådan sönderdelning ökar
angreppsytan för den påföljande kemiska vittringen.
Bergartsfragmenten – sten, grus, sand o.s.v. – består av olika mineral, med
varierande kemisk sammansättning. Olika mineral har olika vittringsbenägenhet. Den kemiska vittringens intensitet i en jord är dessutom omvänt proportionell mot partikelstorleken. Därför är finkorniga jordar, särskilt lerrika
jordar, näringsrikare än grovkorniga.
Kemisk vittring av mineralpartiklar är en mycket långsam process. Under
de ca 10 000 år som gått sedan istidens slut har endast de minsta och mest
lättvittrade primära mineralpartiklarna vittrat bort och då främst från det
översta mineraljordsskiktet.
Vittringsreaktionerna påverkas dock också i hög grad av markens organismer, så kallad biokemisk vittring. Organiska syror som utsöndras av både
20
växtrötter och mikroorganismer påskyndar vittringen. Det är också visat att
mykorrhizasvampar och vissa bakterier på ett än mera direkt och aktivt sätt
kan öka vittringshastigheten.22,23,24 Den framtida vittringshastigheten är därför
mycket svår att förutsäga.
Vittringen skapar lösta näringsämnen och fasta restprodukter
Vittringsprocessen medför sönderfall av mineralens kristallstruktur och frigörelse av lösta ämnen däribland växtnäringsämnen. Dessa kan sedan tas
upp av växterna och förs då in i ståndortens näringskretslopp. Dessutom bildas, i större eller mindre omfattning, två mycket viktiga fasta restprodukter:
• En restprodukt är sekundära lermineral, vilka är små partiklar
med den speciella egenheten att som helhet vara svagt negativt
laddade. Detta medför att de ständigt attraherar alla positivt laddade lösta joner i omgivande markvätska (se katjonbyte nedan).
• En annan typ av fast restprodukt är så kallade seskvioxider, d.v.s.
oxider eller hydroxider av järn, aluminium och mangan. Dessa
har tvärtom en benägenhet att bli positivt laddade och kan därför
istället binda till sig negativa joner från markvätskan.
En jord som utsätts för intensiv vittring under mycket lång tid (10 000tals år) kommer i allt högre grad att bestå av dessa vittringsprodukter.
Huvuddelen av lerpartiklarna som finns i nutida leror och leriga jordar har
bildats genom kemisk vittring under tidigare mellanistider eller lösgjorts från
svagt omvandlade lerstenar och lerskiffrar i berggrunden.
Vittringen motverkar försurning
Kemisk vittring är en alkaliniserande (basverkande) process, d.v.s. vätejoner
konsumeras i vittringsreaktionerna. Samtidigt produceras fria baskatjoner,
vilka bland annat bidrar till att höja jordens basmättnadsgrad. Vittringens
kapacitet för att neutralisera försurning är mycket stor. Vid mycket intensiv
försurningspåverkan kan dock vittringsreaktionernas hastighet vara otillräcklig jämfört med försurningshastigheten. Då sänks markens pH trots den stora
potentiella neutralisationskapaciteten.
Kvävefixering
Växter kan inte alls utnyttja den form av kväve, kvävgas (N2) som är den dominerande komponenten i atmosfären. Kvävet måste först kombineras med
väte och bilda ammoniak eller ammonium (NH3/NH4+) eller med syre och
bilda till exempel nitrat (NO3-).
Omvandlingsprocessen från N2 till NH3/NH4+ (vilket därefter omedelbart
Unestam, T. & Finlay, R. 1998. Träd kan äta sten: nya perspektiv öppnas. SLU. FaktaSkog
nr 9–1998.
23
Breemen, N. van, Finlay, R., Lundström, U., Jongmans, A.G., Giesler, R. & Olsson, M.
2000. Mycorrhizal weathering – a true case of mineral plant nutrition. Biogeochemistry 49,
s. 53–67.
24
Rosling, A. & Finlay, R. 2004. Mykorrhizasvampar kan vittra mineraljord. SLU.
FaktaSkog nr 15–2004.
22
21
byggs in i en aminosyra) utförs av speciella kvävefixerande bakterier. En
del av dessa lever helt fritt i vatten eller i jord. Andra lever tillsammans med
kärlväxter, mossor eller lavar. Flera bakteriesläkten har utvecklat ett intimt
symbiotiskt levnadssätt tillsammans med växtarter – växtens rötter bildar
små knölar eller svulster där bakterierna finns. Bakterierna får där en skyddad livsmiljö och fotosyntesprodukter från växten, medan växten får tillgång
till kväve i form av aminosyror. Genom nedbrytning av värdväxtens förna
och mineralisering av det däri bundna kvävet, kommer kväve att tillföras
växt-marksystemets omsättningsbara kvävepool och därmed komma alla andra organismer tillgodo.
Vissa av dessa rotsymbioser har hög kapacitet när det gäller att tillföra
ekosystemet användbart kväve. En sådan är den globalt betydelsefulla symbiosen mellan ärtväxter (såväl örter som trädarter) och en grupp bakterier
som bland annat innefattar släktet Rhizobium. Ett annat exempel är symbiosen mellan trädsläktet al (både klibbal och gråal) som har en liknande rotsymbios med mikrobsläktet Frankia.
I våra skogar finns inga trädarter som tillhör gruppen ärtväxter. Al-arterna
är av betydelse i vissa speciella typer av växtsamhällen men förekommer
sparsamt i fastmarksskogar. I de flesta svenska skogsekosystem finns således
ingen symbios med stor kapacitet att fixera kväve.
Där finns däremot både frilevande kvävefixerare nere i jorden och kvävefixerande cyanobakterier associerade till bottenskiktets mossor och lavar. I
barrskogar med friskmarksmossor i bottenskiktet har den årliga kvävefixeringen beräknats till 0,5–2 kg kväve per hektar.25 Detta är troligtvis en underskattning av den totala kapaciteten på och i marken. Fixeringskapaciteter
på i genomsnitt 1,5–2 kg N per hektar och år knutna enbart till den vanligaste mossarten väggmossa (Pleurózium schréberi), har nämligen påvisats.26
Fuktig skogsmark med vitmossor i bottenskiktet har större fixeringskapacitet
än mark med friskmarksmossor.
Deposition av luftföroreningar
Deposition av luftföreningar är en naturlig process, men den har under det
senaste århundradet fått ett allt större antropogent bidrag (orsakat av människan). Tillförseln sker via nederbörden (våtdeposition) och via deposition av
gaser och partiklar (torrdeposition). Fördelningen mellan våt- och torrdeposition varierar mellan olika ämnen, vegetationsytor och regioner. För kväve
och svavel är förhållandet ungefär 2:1 över öppen yta (enbart låg vegetation), d.v.s. torrdepositionen är ungefär en tredjedel av totaldepositionen. 27
Skogklädd mark får större totaldeposition än öppen yta, beroende på trädens
effektivare uppfångning av torrdeposition. Den kan vara ungefär dubbelt så
stor som våtdepositionen mätt på öppen yta (tabell MV3).
Rosén, K. & Lindberg, T. 1980. Biological nitrogen-fixation in coniferous forest watershed areas in central Sweden. Holarctic Ecology 3, s. 137–141.
26
DeLuca, T., H., Zackrisson, O. & Nilsson, M.C. 2002. Quantifying nitrogen-fixation in
feather moss carpets of boreal forests. Nature 419, s. 917–920.
27
Sjöberg, K., Pihl Karlsson, G., Svensson, A., Wängberg, I., Brorström-Lundén, E.,
Hansson, K., Potter, A., Rehngren, E., Sjöblom, A., Areskoug, H., Kreuger, J., Södergren,
H., Andersson, C., Holmin Fridell, S. & Andersson, S. 2013. Nationell Miljöövervakning –
Luft. Data t.o.m. 2011. IVL Svenska miljöinstitutet. Rapport B 2109.
25
22
Under svenska förhållanden är den naturliga bakgrundsdepositionen av
växtnäringsämnen relativt liten. Men den antropogent orsakade depositionen av kväve och svavel har under 1900-talets andra hälft varit omfattande.
Högst var den under 1980-talet, då kväve- och svaveldepositionen i sydvästra Sverige var ungefär dubbelt respektive fyra gånger så hög28 som 2009–
201027. Svavlet och den del av kvävet som deponerats som syra har orsakat
allvarlig mark- och vattenförsurning. Allt deponerat kväve, oavsett om det
tillförts som ammonium eller nitrat, har dessutom verkat som en kontinuerlig
kvävegödsling av vegetationen. Denna produktionshöjande effekt är svår att
särskilja från effekter av förbättrad skogsskötsel och förändrad markanvändning, men är sannolikt en viktig orsak bakom de synbara förändringar som
observerats i naturligt lågproducerande system i södra Sverige, exempelvis
på tallhedar och odikade mossemyrar.
Tabell MV3 Ungefärlig spännvidd, över Sverige, av atmosfärisk deposition
(kg/ha, räknat som rent grundämne) av växtnäringsrelaterade och försurande ämnen. Deposition över öppet fält, 2009–2010. Från låg deposition i norra Norrlands
inland till områden med högst deposition i södra/sydvästra Götaland (framför allt
Halland och västra Skåne). Data extraherade från IVL Rapport B 2109.27
NOx-N
a
N Norrl. inland
SV Götaland
1–1,5
5–7
b
NHx-N
0,5–1
6–8
SOx-S
c
Ca
d
K
d
Mg
d
ca 1
0,5–1
ca 1
0,1–0,2
4–6
2–4
1,5–2,5
1,5–2
a) NOx = Oxiderat N, framför allt nitratkväve (NO3 ); Totaldeposition.
b) NHx = Reducerat N, framför allt ammoniumkväve (NH4+); Totaldeposition.
c) SOx = Oxiderat S, framför allt sulfatsvavel (SO42-); Totaldeposition.
d) Enbart våtdeposition.
-
Näringsupptagning
Det tillväxtbegränsande näringsämnet i svensk skogsmark är normalt kväve.
Kväveupptaget bestämmer alltså nivån på biomassaproduktionen, förutsatt att
växten inte lider akut brist på något av de andra näringsämnena. Behoven av P,
K, Ca, Mg och S står i proportion till den assimilerade mängden av kväve. Det
är dock så att både de absoluta och de relativa (till N) behoven skiljer sig något
mellan olika växtarter och växtgrupper. Viktiga mikronäringsämnen är bland
annat järn (Fe), mangan (Mn), bor (B), zink (Zn) och koppar (Cu).
Upptaget (assimilationen) av näringsämnen hos vedväxter sker via de rotspetsar på finrötterna som inte förvedats. Det kritiska steget är passagen in
genom de yttersta rotcellernas och rothårens cellmembran. Flera specifika
upptagsmekanismer, varav de flesta är energikrävande, är inblandade.
Bildningen av näringsupptagande rötter är inte slumpmässig utan är mest
intensiv där näringstillgången är störst. I en skogsmark finns huvuddelen av
växternas rotbiomassa, och i än högre grad de näringsupptagande finrötterna,
nära markytan.29 Detta är särskilt utpräglat i den vanligaste typen av skogsjordar, podsoler med mårlager.
Tillämpning. Skogsstyrelsen.
29
Persson, H. 1983. The distribution and productivity of fine roots in boreal forests. Plant
and Soil 71, s. 87–101.
28
23
Näringsämnen tas normalt upp som laddade joner (tabell MV4). En del är
positivt laddade (katjoner) och andra negativt laddade (anjoner). Oorganiskt
kväve förekommer i två olika grundformer, NH4+ och NO3-. I skogsekosystem dominerar ammoniumformen. De flesta skogsväxter föredrar ammonium, men kan utnyttja även nitrat. Det finns dock exempel på växter med
omvänd preferens, så kallade nitratväxter.30
Det är numera känt att många skogsväxter kan ta upp även organiskt
bundet kväve, i form av lösta aminosyror.31,32 Detta innebär en ”genväg” i
kvävets omsättning – det krävs alltså inte fullständig mineralisering för att
kvävenäringen återigen ska kunna assimileras av växterna. Det är dock ännu
oklart hur betydelsefull denna kvävekälla är för skogsväxterna, jämfört med
mineralformerna NH4+ och NO3-, men nya rön antyder att aminosyra-kväve
till och med kan utgöra den dominerande kvävekällan i nordliga barrskogar.33
3435
Tabell MV4 Makronäringsämnen för växter, förekomstformer, samt approximativa
behov för gran och tall.
Ämne
N
Mineraliserad
Form a)
NH3
P
K
Ca
Mg
S
PO43K+
Ca2+
Mg2+
SO42-
Assimilerad form
b)
NH4+ NO3aminosyra-N
H2PO4- (HPO42-)
K+
Ca2+
Mg2+
SO42-
Relativt
behov c) 34
100
”Medelskogens” årliga upptag, kg/ha d) 35
19
10
39
4
4
5
2
6
23 e)
2
2
a)
Mineraliseringens slutprodukt för kväve är NH3 (ammoniak), men denna form omvandlas normalt spontant till NH4+ (ammonium) då den kommer i kontakt med neutral till sur
markvätska. Liknande gäller för fosfat, som i markvätskan kan uppträda som PO43-, HPO42-,
H2PO4-, eller H3PO4, beroende på markvätskans pH-värde.
b)
Dominerande upptagbara former.
c)
Optimala proportioner, relativt kväve, för makronäringsämnen i gran- och tallbarr.
d)
Trädvegetationens genomsnittliga näringsupptag skattat för ett skogsområde med normalsluten barrblandskog. Innefattar bestånd i olika åldrar (genomsnittlig ålder ca 75 år).
e)
Växter tar normalt upp mer Ca2+ än de behöver, sannolikt beroende på att halten är relativt
hög i markvatten och att det passivt följer med vid vattenupptagningen. Fenomenet benämns
ibland ”lyxkonsumtion av Ca2+”.
Hesselman, H. 1917. Om våra skogsföryngringsåtgärders inverkan på salpeterbildningen i
marken och dess betydelse för barrskogens föryngring. Meddelanden från Statens skogsförsöksanstalt 13–14, s. 297–528.
31
Melin, E. & Nilsson, H. 1953. Transfer of labelled nitrogen from glutamic acid to pine
seedlings through the mycelium of Boletus variegates. Nature 171, s. 134.
32
Person, J., Näsholm, T. & Högberg, P. 2000. Aminosyror – en ny kvävekälla i skogen!
SLU. FaktaSkog, nr 14–2000.
33
Inselsbacher, E. & Näslund, T. 2012. The below-ground perspective of forest plants:soil provides
mainly organic nitrogen for plants and mycorrhizal fungi. New Phytologist, 195, s. 329–334.
34
Braekke, F. 1994. Diagnostiske grenseverdier for naeringselementer i gran- og furunåler. NISK,
No. 15
35
Albrektson, A. & Lundmark, T. 1991. Vegetationens storlek och omsättning inom en barrskog i norra Sverige, samt näring i vegetation och mark och dess omsättning i samband med
växandet. SLU, inst. för skogsskötsel. Arbetsrapporter nr 52.
30
24
Mykorrhiza
Hos en stor del av de högre växterna finns en speciell anpassning till miljöer
med stark näringskonkurrens, nämligen mykorrhiza.36,,37 Nästan alla vedartade växter, inklusive trädarter, och en stor del av övriga kärlväxter, bildar
någon form av mykorrhiza. Mykorrhiza betyder svamprot, och betraktas
allmänt som en symbios mellan växt och svamp. Med beteckningen symbios
menas en ömsesidig anpassning som är till nytta för bägge parter. Ny forskning tyder emellertid på att samspelet mellan träd och mykorrhizasvamp i
boreala skogar kan vara mer komplext än tidigare anat – att svampen i vissa
situationer snarare kan försvåra än underlätta värdträdets näringsupptag.38
Mykorrhizasymbiosen har, oavsett detta, en avgörande betydelse för näringsomsättningen i ett skogsekosystem. Nästan alla vedartade växter, inklusive
trädarter, och en stor del av övriga kärlväxter, bildar någon form av denna
symbios.
Det finns många mykorrhizabildande svamparter – fler än 1 000 är kända
i Sverige. Bland dessa finns exempelvis huvuddelen av våra storsvampar
(däribland matsvamparna).
Svampens hyfer omsluter eller växer in i finrötternas celler så att de två
organismerna helt enkelt sitter ihop. Symbiosen ger svampen konkurrensfördelen att få tillgång till energisubstrat direkt från växtens fotosyntesorgan.
Fördelen för växten är att svampen, via sina tunna men mycket vittförgrenade hyfer, kan ta upp näringsämnen från en mycket större jordvolym än vad
trädets egna rötter kan. Energikostnaden för att bygga upp det näringsupptagande nätverket blir lägre för tunna svamphyfer än för ”tjocka” växtrötter.
Speciellt viktig är mykorrhizasymbiosen för växtens upptag av fosfor och
kväve. Den dominerande mykorrhizatypen bland de svenska skogsträden
kallas ekto-mykorrhiza. Denna typ bildar en tät väv av hyfer, en mantel, som
helt innesluter trädets kortrötter.
Mykorrhizasvamparna kan binda samman skogens träd
En del svamparter är specifika med avseende på värdväxtart, men många kan
bilda mykorrhiza med flera närbesläktade växtarter eller släkten. Ett enskilt träd
är ofta förenat med olika svamparter i olika delar av rotsystemet. Det svampmycel som från trädrötterna växer ut i marken kan bilda bryggor till andra träd.
Nätverket av de dominerande mykorrhizasvamparnas mycel i en skogsmark kan
alltså rent fysiskt binda samman olika trädindivider i en skog.
I likhet med hur växtsamhället varierar med ståndortens näringsförhållanden,
fuktighet, och över tiden, så varierar också artsammansättningen bland mykorrhizasvamparna. Det är därför naturligt att skötselrelaterade åtgärder som påverkar närings- och fuktighetsförhållanden, till exempel gödsling och dikning, också
påverkar mykorrhizasvamparnas artsammansättning och aktivitet.
36
Melin. E. 1927, Studier över barrträdsplantans utveckling i råhumus II. Mykorrhizans
utbildning hos tallplantan i olika råhumusformer. Meddelande från Statens
Skogsförsöksanstalt 23, s. 433–494.
37
38
Näsholm, T., Högberg, P., Franklin, O. & Högberg, M.N. 2014. Är mykorrhizan en bidragande orsak till skogens kvävebrist? SLU. FaktaSkog 1–2014.
25
Näringsupptagningens försurande effekt
Näringsupptagningen kan innebära att växten tar upp större laddningsmängd
positiva joner (ammonium-, kalcium-, kalium-, magnesiumjoner, m.fl.) än
negativa (fosfat-, nitrat-, sulfatjoner, m.fl.). Växtroten avger då positiva vätejoner (H+) för att förhindra att bli elektriskt laddad i förhållande till marken.
På analogt sätt avges negativa laddningar (OH- eller HCO3-) för att kompensera för ett överskott av negativa joner i näringsupptaget.
Om näringsupptaget domineras av positiva joner medför det att växandet
försurar marken, medan dominans av negativa joner istället har en basverkande effekt på marken.
Eftersom kväve tas upp i stor mängd, avgörs den totala laddningsbalansen
i näringsupptaget i hög grad av vilken växttillgänglig kväveform – NH4+ eller
NO3- – som dominerar i marken.
I skogsmark i allmänhet, och i synnerhet i barrträdsdominerade skogar
med naturligt låga pH-värden i mårlagret och dominans av kväveformen
NH4+, har tillväxten därför en försurande effekt på marken. pH-värdet i
marken sjunker långsamt, i takt med beståndets ålder och ackumulering av
biomassa. Det är viktigt att inse att denna så kallad ”biologiska försurning”
av marken är tillfällig, förutsatt att den uppbyggda biomassan aldrig skördas
och förs bort. När vegetationen dör och bryts ner på samma ställe, så kommer återbördandet av mineralnäringsämnena till marken att medföra en lika
stor alkaliniseringseffekt som den tidigare försurningseffekten. Pendlingen
av humuslagrets pH-värde, från hyggesfas (högt pH) till mogen skog (lågt
pH) kan på högproduktiv mark i södra Sverige uppgå till nästan en pH-enhet.39
Nedbrytning och mineralisering
Skogsekosystemens näringsomsättning, särskilt i mår-podsoljordar,40 sker
koncentrerat nära markytan. Huvuddelen av förnan tillförs markytan och blir
kvar där eftersom det oftast finns sparsamt med stora grävande markdjur,
såsom daggmaskar, i dessa ekosystem. Följaktligen är också den mikrobiella
nedbrytningen och näringsfrigörelsen som mest intensiv i dessa ytliga markskikt.
Nedbrytarna tillgodogör sig energi och skapar restprodukter
Organiskt material tillförs marken i form av fallförna från träd, bottenförna
från markvegetation och markförna från döda rötter, markdjur och mikroorganismer i marken. Dessutom utsöndras en avsevärd mängd vattenlösliga
Tamm, C.-O. & Hallbäcken, L. 1988. Changes in soil acidity in two forest areas with different acid deposition: 1920s to 1980s. Ambio 17, s. 56–61.
40
De två viktigaste typerna av humuslager på fastmark benämns mår och mull.
Humusformen mår dominerar i barr- och blandskog och karaktäriseras av att det mesta organiska materialet ansamlas ovanpå mineraljorden. Mull kan naturligt förkomma i örtrika
lövskogar och karaktäriseras av att det organiska materialet är väl inblandat i de övre mineraljordsskikten. De två viktigaste jordmånsgrupperna i Sverige kallas podsol och brunjord.
Podsolen karaktäriseras av att mineraljorden har ett ljust färgat blekjordsskikt och ett rödaktigt rostjordsskikt. Brunjorden karaktäriseras av större inblandning av organiskt material och
därav brunfärgad mineraljord. De normala kombinationerna av humusform och jordmån är
mår-podsol respektive mull-brunjord.
39
26
organiska föreningar från barr och blad samt finrötter. Den sammantagna
mängden enbart av trädens fall- och rotförna kan i en genomsnittlig fullsluten barrskog uppgå till ca 5 ton torrvikt per hektar och år, varav rotförnan
sannolikt utgör drygt en tredjedel.41,42,43
Till detta kommer markvegetationens förna som kan vara ungefär hälften
så stor som trädens. I täta bestånd utan fältskikt är givetvis markvegetationens bidrag obetydligt men trädens desto större.
Det är i skogsskötselsammanhang mycket viktigt att förstå att det finns ett
starkt samband mellan storleken på de årliga förnatillskotten och beståndets
aktuella tillväxt.
Nedbrytning44 av organiskt material ger först och främst energi för de nedbrytande organismerna så att de kan bygga upp sin egen biomassa. De tar
även sitt behov av mineralnäringsämnen från det nedbrutna materialet men
frigör överskottet till marken. Processen kräver syrgas och leder till bildning
av koldioxid, vatten, vattenlösliga mineralnäringsämnen och organiska restprodukter.
Växtrester som koloniseras av ett nedbrytarkollektiv förlorar först lättnedbrytbara vattenlösliga beståndsdelar och därefter de kedjeformiga kolhydraterna cellulosa och hemicellulosor. Lignin bryts ner mycket långsamt.
Nedbrytningshastigheten sjunker exponentiellt med tiden (figur MV6).
Mycket svårnedbrytbara organiska restprodukter från nedbrytningsprocessen anrikas över tiden, och kallas humusämnen. Dessa innehåller mer eller
mindre omvandlade ligninstrukturer, men till stor del består de också av
sekundära restprodukter, d.v.s. svårnedbrytbara rester av döda nedbrytare,
exempelvis svampar. Andelen svårnedbrytbara rester blir större för kväverik
än för kvävefattig förna.45
Humusämnena har liten betydelse för ståndortens kortsiktiga näringsfrigörelse men desto större betydelse för jordens förmåga att binda vatten och för
att binda frigjorda näringskatjoner.
Eftersom ny förna ständigt tillförs finns hela tiden material i alla stadier av
nedbrytning. Detta framträder tydligast i podsoljordarnas mårlager vilka ofta
uppvisar en ökande nedbrytningsgrad från ytan och ner mot kontakten med
mineraljorden.
41
42
43
Persson, H. 1983. The distribution and productivity of fine roots in boreal forests. Plant
and Soil 71, s. 87–101.
44
Berg, B. 2000. Uppbyggnad av humuslager i boreal skog – från förna till humus.
Energimyndigheten. TB 00/5.
45
Berg, B. 2000. Litter decomposition and organic matter turnover in northern forest soils.
Forest Ecology and Management 133, s. 13–22.
27
Kvarvarande mängd, %
100
Cellulosa
Lignin
0
Humus
Tid
Figur MV6 Principfigur för nedbrytning av förna. Tidsperspektivet varierar
med förnatyp och nedbrytningsförhållanden men kan för barrförna vara ca
5–10 år. Modifierad efter Berg 1999.46
Nedbrytande bakterier och svampar har huvudrollerna i denna fundamentala
process, men markdjuren47 kan i någon mån påverka nedbrytningshastigheten
genom att sönderdela förnan i mindre bitar, blanda om i jorden (bioturbation)
och skapa gynnsamma mikromiljöer för mikroorganismer i sina exkrementer.
Eftersom många markdjur lever på svamp och bakterier, eller är rovdjur, har
de också viktiga reglerande funktioner för nedbrytarsamhällets sammansättning.
Mineralisering är omvandlingen av organiskt bundna ämnen till oorganiska
mineralformer. Vid nedbrytningen frigörs de flesta näringsämnen i den mineralform de hade när de togs upp. Undantaget kan vara kväve, vilket vid fullständig nedbrytning alltid frigörs som ammonium, oavsett om det ursprungligen togs upp som ammonium eller nitrat. Som tidigare påpekats kan kvävets
kretslopp också slutas via en ”genväg”, d.v.s. ofullständig nedbrytning till
aminosyror som direkt kan assimileras av växtrötterna.
Kvävemineralisering sker successivt under det organiska materialets nedbrytning. Mikroorganismerna har dock själva ett stort behov av kväve, varför
nettofrigörelse av kväve från många förnamaterial kan vara liten i början av
nedbrytningen.
Förnamaterialets så kallade kol/kväve-kvot (C/N-kvot) indikerar hur sannolikt det är att kväve frigörs. Kvoten anger viktsförhållandet mellan kol och
kväve i substratet. Om C/N-kvoten är mycket hög använder mikroorganismerna själva det kväve som finns och kan till och med behöva ta upp ytterligare kväve från omgivningen. Detta kallas mikrobiell kväveimmobilisering.
Vid lägre kvot är det mer sannolikt att kväve frigörs och kommer växterna
till godo. Ren ved har en C/N-kvot omkring 500 och barrförna ca 50.
Berg, B. 1999. Humusupplagring i svensk skogsmark – en sänka för koldioxid. SLU.
47
Exempelvis amöbor, kvalster, hoppstjärtar, rundmaskar (nematoder) och ringmaskar
(daggmaskar).
46
28
Näringsrika blad från örter och vissa ädla lövträd kan ha kvoter ner mot 20–
25. Kvoten sjunker under nedbrytningens gång allt eftersom kol avgår som
koldioxid. En grov tumregel anger att nettofrigörelsen av kväve börjar bli betydande när C/N-kvoten i ett initialt kolrikt material sjunkit ner mot 25–30.
Mikrobiell kväveimmobilisering är ett fenomen att räkna med om stora
mängder kolrikt men kvävefattigt förnamaterial tillförs marken. Mikrobernas
stora kvävebehov kan då tillfälligt sänka kvävetillgången för växterna, och
därmed tillväxten, på svaga marker. I mycket kväverika system kan det däremot vara en fördel att kväve tillfälligt binds upp och därigenom minskar
risken för kväveutlakning.
Det organiska materialets betydelse i marken
Organiskt material i marken har stor betydelse för markens surhet. En del av
surhetsbegreppet är pH-värdet vilket beskriver surhetens ”intensitet”. Närmare
bestämt anger pH-värdet koncentrationen av fria vätejoner i markvätskan. Den
andra delen av surhetsbegreppet brukar benämnas markens aciditet, med vilket
menas det totala förråd av bundna vätejoner som under vissa förhållanden kan
frigöras till markvätskan. Aciditeten anger alltså en ”kapacitet”.
Markens organiska material i allmänhet och humusämnen i synnerhet har
stor aciditet. Materialet har ett stort antal svagt sura grupper som kan avstöta
en fri vätejon till markvätskan. En grupp som redan avgivit sin vätejon kan
dock reagera på omvänt sätt och istället binda till sig en fri vätejon. Det organiska materialet kan alltså agera som en pH-buffert, d.v.s. stabilisera pH i
markvätskan ungefär som en termostat reglerar temperaturen.
Vilket pH-värde som på detta sätt skapas i markvätskan beror framför allt
på de sura gruppernas inneboende syrastyrka, d.v.s. deras benägenhet att
avge sin vätejon till markvätskan. Normalt har dock jordar med hög halt organiskt material lägre pH-värde än rena mineraljordar.
Det organiska materialets sura reaktion i marken blir svagare i den mån
det innehåller bundna så kallade baskatjoner (kalium, kalcium, magnesium,
natrium). De primärt sura grupperna binder då baskatjoner istället för vätejoner, varför de inte längre kan ha sur reaktion. Vid tillförsel av färska förnamaterial till marken blir därför effekterna på markens surhet beroende av förnans innehåll av baskatjoner. Allmänt näringsrika växtrester med höga halter
av baskatjoner ger upphov till en lägre aciditet och ett högre pH i marken än
näringsfattiga växtrester med låga halter baskatjoner.
En ytterligare funktion, vilken är avgörande för att minska utlakningsförluster av positiva näringsjoner i grovkorniga mineraljordar, är det organiska
materialets förmåga att fungera som katjonbytare i jorden. Denna egenskap
är en direkt konsekvens av de ovan nämnda sura gruppernas benägenhet
att avstöta vätejoner till markvätskan. Efter avgivande av positivt laddade
vätejoner från en organisk partikel blir partikelytan negativt laddad. Denna
så kallade negativa överskottsladdning gör att partikeln därefter kommer
att attrahera och kunna binda till sig allehanda positivt laddade joner från
markvätskan – vätejoner, baskatjoner, ammoniumjoner med flera (se vidare
”Markens jonbyte”).
Organiskt material, i olika nedbrytningsstadier, är slutligen mycket viktigt
för att öka markens vattenhållande förmåga i grovkorniga mineraljordar.
Detta beror på att organiska partiklar är porösa, i motsats till mineralpartikSKOGSSTYRELSEN SKOGSINDUSTRIERNA SVERIGES LANTBRUKSUNIVERSITET LRF SKOGSÄGARNA
29
lar. I finkorniga mineraljordar, som redan är starkt vattenhållande, är det istället viktigt för att luckra upp och skapa stora porer som kan innehålla luft.
Den fullständiga mineraliseringens basverkande effekt
Som beskrivits ovan har organiskt material under nedbrytning en sur reaktion vilket yttrar sig som en tillfällig nedreglering av pH-värdet. Detta
hängde samman med att sura grupper kan avstöta en del vätejoner till markvätskan. Vid fullständig nedbrytning av det organiska materialet bryts emellertid även de sura grupperna ner – allt mineraliseras till slutprodukterna vatten, koldioxid och mineralnäringsämnen. En avsevärd mängd fria vätejoner
kommer då att tas upp från markvätskan och ingå i slutprodukten vatten.
Detta betyder att slutresultatet efter fullständig nedbrytning av organiskt material är att marken alkaliniseras.
Den basverkande effekten efter fullständig nedbrytning av organiskt
material är av samma storleksordning som den försurande effekt som uppkommer vid näringsupptagning och uppbyggnad av biomassan. Vid nedbrytningen kommer de växtnäringsämnen som en gång togs upp från marken att frigöras från sina organiska bindningar och återgå till mineralform.
Frigörelsen av dessa positivt eller negativt laddade joner medför omvända
syra/bas-effekter jämfört med de som beskrivits för näringsupptagningen (se
”Näringsupptagningen försurande effekt”). Eftersom en större laddningsmängd positiva än negativa joner frigörs, kommer en nettokonsumtion av
vätejoner att ske.
Nitrifikation
Nitrifikation48, kvävets omvandling från ammonium till nitrat, är en process
som endast berör kvävets omsättning. Den kan kallas en ”sidoprocess” i den
meningen att omvandlingen inte är nödvändig för att knyta ihop ståndortens
kvävekretslopp.
Nitrifikation49 utförs av ett begränsat antal bakteriesläkten, vilka är specialiserade på att oxidera ammoniumkväve till nitratkväve, via mellanprodukten
nitritkväve.
NH4+ à( NO2-)à NO3Ammonium är den kväveform som frigörs vid det organiska materialets nedbrytning. I denna form kan det direkt användas som näringsämne av växter
och andra organismer. Nitrifikationsbakterierna utnyttjar dock ammonium på
ett helt annat sätt. De är inte i första hand ute efter kvävenäringen som sådan,
utan efter den energi som frigörs när ammonium oxideras till nitrat. De tar
således sin livsenergi från denna reaktion, och inte från nedbrytning av organiskt material som de förnanedbrytande mikroorganismerna gör.
Tamm, C.-O. 1991. Nitrogen in the terrestrial Ecosystems. Questions of Productivity,
Vegetational changes, and Ecosystem Stability. Ecological Studies 81. Springer Verlag.
49
Här avses så kallad autotrof nitrifikation, d.v.s. bakterier som utnyttjar oxidationen av
NH4/NH3 till NO3- som energikälla. Även så kallad heterotrof nitrifikation, utförd av helt
andra grupper av organismer, förekommer.
48
30
Nitrifikationsbakterier finns i alla jordar och populationerna ökar snabbt om
rätt förutsättningar inträder:
• För det första måste deras markmiljö vara välluftad så att det
finns syrgas för oxidationen.
• För det andra bör det finnas god tillgång på ammonium, det
substrat de använder. Ammonium produceras vid nedbrytarorganismernas kvävemineralisering, vilken är starkt beroende av det
organiska materialets C/N-kvot. Därför är C/N-kvoten en viktig
indikator även för nitrifikation.
• En tredje mycket avgörande faktor är markens pH-värde, eftersom nitrifikationsbakterierna inte trivs vid lågt pH. Man har funnit att nitratbildningen normalt är obetydlig när pH-värdet understiger 4,5.
Sammantaget medför detta att typiska barrskogsekosystem, med ständigt
hård konkurrens om mineraliserat ammoniumkväve och lågt pH-värde i
mårskiktet, oftast har mycket låg nitrifikationsaktivitet. Undantagen från
denna ”normalsituation” är dock mycket viktiga att känna till, och likaså hur
åtgärder i skogsbruket, såsom dränering, avverkning och skörd av biomassa,
markberedning, kvävegödsling, kalkning m.m., direkt eller indirekt kan påverka nitrifikationsprocessen.
Om förutsättningarna för nitrifikationsprocessen är mycket goda kommer
en stor del av allt mineraliserat kväve att omsättas via denna form. Detta har
betydelse för växtarternas inbördes näringskonkurrens eftersom vissa arter
föredrar ammoniumkväve medan andra föredrar nitratkväve. Det har även
betydelse för markens aciditet och pH-förhållanden, eftersom nitrifikationsprocessen i sig är försurande.
En helt annan men synnerligen viktig aspekt rör de två kväveformernas
olika utlakningsbenägenhet. Det är nämligen så att nitrat binds mycket svagt
i marken, jämfört med ammonium, och därför mycket lättare förloras till vattenekosystemen. Detta medför risk för övergödningseffekter i vattnen och
utgör samtidigt en definitiv förlust av det viktigaste näringsämnet för skogsekosystemet.
Markens jonbyte
Vattenlösliga joner i markvattnet kan hållas kvar i marken genom att de attraheras och adsorberas till markpartiklarnas ytor. Om ”bindningen” till ytorna
är svag kan jonen ifråga trängas bort av en annan jon med lika stor laddning
och återigen frigöras till markvätskan. Denna egenskap att kunna binda joner
på ett reversibelt sätt kallas markens jonbyte eller jonadsorptionsförmåga.50
Jonbyteskapaciteten varierar starkt mellan olika jordar beroende på jordart
och innehåll av organiskt material.
50
Eriksson, J., Nilsson, I. & Simonsson, M. 2005. Wiklanders Marklära. Studentlitteratur.
31
Jonbytesmekanismerna är mycket viktiga för att sluta ståndortens näringskretslopp, särskilt i kalla klimat där vegetationen har viloperioder. Markens
jonbyteskapacitet kan sägas utgöra ett tillfälligt lagringsförråd för positivt eller negativt laddade näringsjoner, såsom Ca2+, Mg2+, K+, NH4+, H2PO4-, SO42-,
m.fl. Näringsämnena skyddas från utlakning till grundvattnet, men de kan
ändå snabbt göras tillgängliga för rötternas näringsupptag, genom jonbytesprocesser.
Katjonbyteskapacitet
Jonbytet av positiva joner har störst omfattning och betydelse. Organiskt material (humuspartiklar) och lerpartiklar fungerar som katjonbytare i marken,
i kraft av att bägge typerna av partiklar har en negativ överskottsladdning
(se ”Vittring” samt ”Nedbrytning och mineralisering”). Detta gör att positiva
joner (s.k. motjoner) från markvätskan attraheras till partiklarnas ytor. Kring
den negativt laddade katjonbytaren bildas en zon där markvattnet har en förhöjd koncentration av positiva joner, relativt den opåverkade markvätskan
längre ut från partikelytan. Denna zon med elektrostatiskt attraherade katjoner kallas det ”diffusa dubbelskiktet”. Laddningsmängden positiva joner som
kan bindas på detta sätt är lika stor som jonbytarens negativa överskottsladdning, varför helheten blir oladdad.
Bindningen är reversibel, med innebörden att bundna joner kan förträngas
av lika stor laddningsmängd nya inkommande joner. Det pågår ett ständigt
utbyte av joner mellan markvätskan och jonbytarna, eftersom markvätskans
koncentrationer av olika jonslag hela tiden förändras, bland annat genom tillskott från vittring och nedbrytningens mineralisering och bortförsel genom
utlakning och växternas näringsupptagning.
Styrkan av attraktionen till katjonbytarna varierar mellan olika jonslag,
bland annat beroende på deras jonladdning. Trevärt positiva joner (exempelvis Al3+) attraheras starkare än tvåvärda (exempelvis Ca2+), vilka i sin tur
attraheras starkare än envärda (exempelvis Na+). Bland de näringsmässigt
viktiga baskatjonerna Ca2+, K+ och Mg2+ är kaliumjonen (K+) den som binds
svagast, och således löper störst risk för att bli kvar i den fria markvätskan
och eventuellt utlakas. Den tvåvärt positiva kalciumjonen binder starkast.
Anjonbyteskapacitet
Jordens förmåga att binda negativa joner, så kallad anjonbyteskapacitet, är
betydligt mindre än katjonbyteskapaciteten, förutom i vissa tropiska jordar.
Den kapacitet som finns är framför allt knuten till jordens seskvioxider, vars
yta kan ha en positiv överskottsladdning och följaktligen kan attrahera fria
negativa joner i omgivande markvätska. Dessa järn- och aluminiumoxider
bildas vid vittringen och är i våra podsoljordar särskilt koncentrerade i rostjorden.
Seskvioxidernas benägenhet att binda till sig negativa joner från markvätskan har störst betydelse för näringsämnet fosfor. Fosfatjoner binds till
och med så starkt att man talar om en ”fixering”, d.v.s. adsorptionen är inte
utan vidare reversibel. Därför används ofta benämningen anjonadsorption
istället för anjonbyte, för att indikera att vissa adsorberade anjoner inte enkelt kan förträngas och bytas ut. Denna starkare bindning har flera viktiga
32
konsekvenser. En är att det fosfat som finns i marken ofta är svårtillgängligt
för både växter och mikroorganismer. Tillväxtbegränsning på grund av fosforbrist för vegetationen är vanligt i stora delar av världen. I svensk skogsmark är det dock inte så, dels för att de geologiskt unga jordarna fortfarande
innehåller tillräckligt mycket primära fosforhaltiga mineral, och dels för att
våra växtsamhällen normalt är ännu mer begränsade av tillgången på kvävenäring.
Den andra viktiga konsekvensen av fosfatfixeringen är att utlakning av
fosfor från naturliga växtsamhällen på mineraljordar normalt är mycket liten.
I den mån mätbara förluster av fosfor från skogekosystem på mineraljordsmark sker, är det därför främst genom erosion, d.v.s. hela jordpartiklar som i
suspenderad form förs ut till vattendragen.
Denitrifikation
Denitrifikationsprocessen är ännu en process som bara berör omsättningen
av kväve. Processen medför en överföring av kväve från ståndortens lilla
kretslopp till det stora globala kretsloppet. I det avseendet är processen en
motsats till kvävefixeringen.
Denitrifikation kan ske när det råder syrgasbrist, så kallade anaeroba förhållanden. Då kan vissa bakterier omvandla nitrat (som producerats av nitrifikationsbakterier) till lustgas eller till kvävgas.
NO3- à N2O, N2
Denitrifierande bakterier finns i alla jordar. Inträder brist på syrgas i en miljö
där det finns god tillgång på lättnedbrytbart organiskt material och nitrat sker
denitrifikation. Skogsbruksåtgärder som ger fuktigare markförhållanden, eller som på något sätt gynnar nitrifikationsprocessen, kommer alltså att ge
bättre förutsättningar för denitrifikationen. Denitrifikationen är, i motsats till
nitrifikationen, pH-höjande.
De bildade gasformiga kväveföreningarna avgår till atmosfären vilket
innebär en oåterkallelig förlust av växttillgänglig kväve från ekosystemet.
Samtidigt är denitrifikationen den process som kan minska höga nitrathalter
i avrinnande vatten och därmed förhindra övergödning i vattendrag. Sådan
”kväverening” sker naturligt i exempelvis fuktsvackor och myrfläckar i anslutning till hyggen.
I den mån denitrifikationen leder till bildning av lustgas (N2O) istället för
kvävgas (N2) medför det ett klimatrelaterat miljöproblem. Lustgas är nämligen en mycket kraftfull växthusgas.
Utlakning
Utlakning av löst organiskt material och lösta växtnäringsämnen från marken
till ytvattnen är en ständigt pågående naturlig process. Beroende på områdets
geologi, klimat och vegetation skapar detta vattenekosystem med olika organismliv och produktivitet.
Effekterna av makronäringsämnen på vattenekosystemens allmänna produktivitet, skiljer sig mellan baskatjoner (kalium, kalcium och magnesium) å
33
ena sidan, och kväve och fosfor å andra sidan. Förhöjd tillförsel av baskatjoner har inte någon direkt påverkan alls. Kväve och fosfor är däremot så kal�lade produktionsbegränsande ämnen i vattenekosystem och tillskott av dessa
ämnen leder därför till högre produktivitet. Vid kraftigt ökad tillförsel sker
dessutom stora förändringar av hela organismsamhället och då talar man om
övergödning av vattendrag och sjöar.
Utlakningen av kväve från skogsmark domineras av det organiskt bundna
kväve som är en inbyggd del i utlakat löst organiskt material. Den historiska
”naturliga” utlakningen av sådant kväve från beskogad mark i Sverige har
uppskattats till ca 0,5–2 kg N per hektar och år.51,52 I Götaland kan denna bakgrundsutlakning vara något högre.53 Kväveutlakning utöver dessa bakgrundsnivåer är mycket starkt kopplad till förekomst av nitratkväve.
Koncentrationen av fosfatfosfor i vatten från skogsmark är genomgående
mycket låg. Detta beror på att fosfatjoner i markvätskan binds hårt till ytorna
av vissa markmineral, i kombination med att både växter och mikroorganismer konkurrerar om det viktiga näringsämnet. I den mån fosfor förloras till
vattensystemen, är det därför främst som en del av det utlakade lösta organiska materialet, samt i samband med erosionsskador och borttransport av
hela partiklar.
Förhöjd utlakning av växtnäringsämnen från skogsekosystem uppträder
typiskt under perioder när växternas totala upptagningskapacitet tillfälligt
är lägre än den samlade näringsfrigörelsen från nedbrytning och mineralvittring. Sådana situationer kan ha naturliga orsaker, såsom stormskador, insekts- och svampangrepp, skogsbrand, med mera. De kan också vara effekter
av skogsbruk, såsom avverkning, markberedning, dikning, med mera.
Löfgren, S. 1991. Naturliga och antropogena källors betydelse för de ökade halterna av
kväve och organiskt material i Västerdalälven och Klarälven, 1965–89. Naturvårdsverket
Rapport 3902.
52
Nohrstedt, H.-Ö. 1993. Den svenska skogens kvävestatus. Skogforsk. Redogörelse nr
8–1993.
53
Löfgren, S. 2006. Åtgärder i skogen försumbara för Östersjön. I: Formas fokuserar,
Östersjön – hot och hopp, s. 177–187. Formas.
51
34
Det aktiva skogsbrukets åtgärder
Kalavverkning
Kalavverkning54 har under lång tid varit den dominerande metoden för
skörd och generationsväxling i de nordliga barrdominerade skogar där
produktionsskogsbruk bedrivits. Den beprövade metoden har starkt
stöd i såväl det vetenskapliga kunskapsunderlaget som i de praktiska
erfarenheterna. Även om andra skogsbrukssätt då och då har diskuterats finns idag inget väl beprövat alternativ som kan appliceras schablonmässigt.
Kalavverkningens effekter på markens produktionskapacitet är så gott som
odelat positiva. Negativa effekter på grund- och ytvatten kan förekomma,
men detta representerar inte normalfallet.
En viktig grundorsak till att negativa effekter på mark och vatten oftast är
små i Sverige är att skogsekosystemen är starkt kvävebegränsade. En annan
är att våra skogsjordar, mestadels moränjordar och sandiga sediment med ett
heltäckande organiskt ytskikt (mår), inte är särskilt erosionsbenägna.
Utvecklingen mot mindre stark kvävebegränsning i skogsekosystemen,
i takt med ökad ackumulering av antropogent kväve från atmosfären, och
eventuell kvävegödsling, gör dock ovanstående bedömningar allt mindre
säkra. Detta kan underminera kalhyggesbrukets ställning som den sammantaget bästa metoden för ett skogsbruk som ska uppfylla såväl produktionssom miljökrav.
Temperaturvariationer, avrinning och näringstillgång ökar
Då en skog kalavverkas innebär det en katastrofal störning för många organismer i det befintliga ekosystemet. Samtidigt ger det möjligheter för nya
individer och arter, vilka tidigare varit frånvarande eller levt på sparlåga.
Den hårda konkurrensen om de grundläggande livsresurserna lättar tillfälligt
något. Ett nyupptaget hygge är en gynnsam miljö för trädplantor, med avseende på ljus-, vatten- och näringstillgång.
Solinstrålningen till markytan ökar
Vid kalaverkning försvinner trädens beskuggning och den kortvågiga solstrålningen mot markytan ökar. Den nya ljusmiljön missgynnar skuggfördragande växter och gynnar de ljuskrävande. Förändringen i växtsamhället blir
alltså mer omvälvande än enbart trädskiktets försvinnande.
Energiutbytet med atmosfären efter hyggesupptagningen ändras dock på
fler sätt, bland annat ökar också de nattetida värmeförlusterna genom långvågig strålning från markytan till atmosfären. Kalhuggningens nettoeffekt
på markens dygnsmedeltemperatur blir därför oftast bara en liten ökning.
Temperaturvariationerna mellan dag och natt blir dock mycket större än i
skogen, och marktemperaturen dagtid, under vegetationsperioden, blir avsevärt mycket högre på hygget.
54
35
Grundvattenytan höjs och avrinningen ökar
Efter kalhuggning når en större del av nederbörden marken. Avdunstningen
från markytan och markvegetationen ökar visserligen, men inte alls till de
avdunstningsnivåer som var kopplade till trädkronornas aktiva och passiva
avdunstning (transpiration respektive evaporation). Konsekvensen blir en
högre genomsnittlig vattenhalt i marken och högre grundvattennivå, vilket
leder till större avrinning från området (figur MV7).55,56,57,58
Ökning av
markvatten (mv)
Höjning av
grundvattennivån (gv)
cm
mm
80
80
gv
60
60
40
40
mv
20
20
0
0
50
100
150
Grundvattennivå före kalavverkning (cm under markytan)
Figur MV7 Förändring av grundvattenytans nivå, samt av mängden markvatten i det omättade skiktet 0–55 cm, efter kalavverkning. Anm: En markvattenökning med 1 mm innebär 1 liter vatten per m2 markyta.
Kloten-området, Västmanland. Efter Lundin, 1979.59
I vårt klimat brukar avrinningen från skogbeklädd mark vara ungefär en
tredjedel till hälften av tillförd nederbörd. När skogen kalavverkas kan avrinningen öka med 50–100 % under åren närmast efter en kalavverkning, d.v.s.
nästan fördubblas.
Den tillfälliga avrinningsökningen återgår i takt med att transpirerande
hyggesvegetation och därefter träd återkoloniserar ytan. Då plantskogen
övergått till en välsluten ungskog råder återigen det beskogade tillståndets
vattenbalans.
Den höjda grundvattenytan i hyggesfasen ger något mindre utrymme för magasinering av nederbörd, varför ytavrinning lättare kan uppstå efter långvariga
regnperioder. Djupa traktorspår som blottlägger kompakterad mineraljord kan
öka och styra ytavrinningen med lokalt allvarlig partikelerosion som följd.
På grund av höjningen av grundvattenytan och markvattenhalten blir det fukGrip, H. & Rohde, A. 1988. Vattnets väg från regn till bäck. Hallgren & Fallgren
Studieförlag.
56
Lindroth, A. & Grip, H. 1987. Orsaker till avrinningsökning efter kalavverkning. Vatten
43, s. 291–298.
57
Lundin, L. 1995. Vattnet i skogsmarken. Skogsbrukets effekter på hydrologi och vattenkemi. Skog och Forskning 1995, s. 8–16.
58
59
Lundin, L, 1979. Kalhuggningens inverkan på markvattenhalt och grundvattennivå. SLU.
Rapporter i skogsekologi och skoglig marklära 36.
55
36
tigare i svackor och lägre delar av sluttande hyggen. Lokala utströmningsområden ökar alltså arealmässigt. Vattenmättnad och påföljande syrgasbrist
i marken kan försvåra etableringen av ett nytt trädbestånd på dessa platser,
vilket kan föranleda så kallad skyddsdikning (se ”Skogsdikning”). Den negativa effekten av alltför hög grundvattenyta och fuktighet gäller dock främst
för planterade trädplantor. Deras rotsystem ges ingen möjlighet till anpassning utan ”tvingas” ner i en ogynnsam rotmiljö. Situationen är annorlunda
för självföryngrade trädplantor, vilka har möjlighet att utveckla sina rotsystem där det finns bäst förutsättningar, d.v.s. mycket nära markytan. Dessutom
är groningsbetingelser i försumpade svackor ofta goda.
På väldränerad, frisk mark förekommer normalt inte syrgasbrist i mårlagret
i sådan omfattning att det allvarligt skadar plantrötter. Men om en planterad
plantas hela rotsystem hamnar i finkornig och därmed starkt vattenhållande
mineraljord kan plantdöd däremot ske under det känsliga etableringsskedet.
Detta måste beaktas i vid val av planteringspunkt i samband med markberedning (se ”Markberedning”).
Marken tillförs energi- och näringsrikt förnamaterial
Kalavverkning med stamuttag medför att markytan tillförs flera årsgivor av
fallförna. Även om GROT (grenar och toppar) tas ut, blir förnatillförseln till
markytan betydande. Mycket av den ursprungliga fält- och bottenvegetationen dör av skador vid avverkning och körning och även på grund av det abrupt ändrade ljusklimatet på hygget.
Under marken tillförs dessutom en stor mängd rotförna från de avdöende
rotsystemen. Denna post innefattar även stora kvantiteter av mycel från mykorrhizasvampar, vilka inte längre får tillgång till energirika fotosyntesprodukter från träden och därför så småningom dör.60 Svampmycel innehåller
mycket höga halter kväve jämfört med växtrötter. Den sammantagna bilden
är alltså att markens nedbrytarorganismer tillförs energisubstrat och organiskt bundna växtnäringsämnen motsvarande flera års förnatillskott i skogen.
Näringstillgången och pH-värdet i marken ökar
Kalhuggningens tillförsel av hyggesrester och rotassocierad förna ger ett
stort tillskott av organiskt bundna mineralämnen till marken. Vid nedbrytningen mineraliseras dessa, vilket som tidigare beskrivits har en alkaliniserande effekt på marken. pH-värdet i humuslagret höjs avsevärt, ofta med mer
än en pH-enhet.61
I vissa fall, om intensiv mineralisering ger höga halter av ammoniumkväve
och om även övriga förutsättningar för nitrifikationsprocessen är goda, kan
pH-höjningen bli mindre, utebli, eller till och med vändas till en pH-sänkning. Detta beror på att nitrifikationen av ammonium till nitrat är en starkt
försurande process.
Den större substrattillgången möjliggör större nedbrytarpopulationer.
Högre markfuktighet, något högre marktemperatur nära markytan och ett
Romell, L.-G. 1938. Markreaktionen efter gallringar och dess orsaker. Norrlands
Skogsvårdsförbunds Tidskrift 43, s. 1–8.
61
Nykvist, N. & Rosén, K. 1985. Effect of clear-felling and slash removal on the acidity of
northern coniferous soils. For. Ecol. Manage.11, s. 157–169.
60
37
ökande pH-värde, gör livsmiljön än gynnsammare. Den mikrobiella nedbrytningen av organiskt material ökar. Nettofrigörelsen av kväve kan dock
fördröjas på grund av mikrobiell kväveimmobilisering i lågproduktiva barrskogar med hög C/N-kvot i mårlagret (se ”Nedbrytning och mineralisering”).
Det sammantagna resultatet av ovanstående blir dock ändå alltid att tillgången på växtnäringsämnen för nya trädplantor ökar omedelbart efter kalavverkning. Detta gäller alltså även om nettofrigörelsen av kväve inte skulle
öka alls, i absoluta tal, eftersom upptagskapaciteten (behovet) minskar dramatiskt då trädens näringsupptag plötsligt upphör.
Hyggesvila har länge varit ett välkänt begrepp i det skogliga föryngringsarbetet. Hyggesvilan har motiverats av att risken för snytbaggeskador avtar
efter några år. Ibland har dock hyggesvila, eller ”hyggesmognad”, tolkats
som att det behöver ske viss nedbrytning innan det är lämpligt att plantera.
Så är det inte. Tvärtom pekar såväl produktionsmässiga som miljömässiga
aspekter entydigt mot att man absolut ska eftersträva omedelbar etablering
av det nya beståndet.
Utlakning till vattendrag och sjöar
Historiskt sett har utlakning av växtnäring62 från hyggen på normal kvävebegränsad skogsmark inte ansetts medföra allvarliga miljöproblem i vattenekosystemen.63 Det är visserligen så att den förhöjda tillgängligheten av alla
växtnäringsämnen, i kombination med den ökade vattengenomströmningen,
ger större årliga näringsförluster från hygget till vattensystemen jämfört med
sluten skog. Lokalt och tillfälligt kan utlakning på grund av hyggeseffekten
ge förhöjda halter i små vattendrag. Men i jämförelse med ett obrukat skogslandskap utsatt för naturliga katastrofer har kalhuggningens normala nivåer
av näringsutlakning sannolikt inte gett onaturliga övergödningseffekter i
vattensystemen. Kalytornas storlek och geografiska spridning inom ett avrinningsområde är dock viktiga påverkande faktorer i detta sammanhang.
I södra Sverige återgår vanligtvis utlakningen inom några få år efter kalavverkning. I Norrlands inland är utlakningsökningarna mycket svagare men
förhöjningen kan i vissa fall pågå under mer än 10 år.
Utlakningen av kalium ökar ofta mer än för andra baskatjoner, vilket beror
på att denna lättlösliga näringskatjon snabbt frigörs när levande vävnader
dör, och dessutom binds relativt svagt till markens katjonbytare.
Den totala utlakningen av kväve kan efter kalavverkning fördubblas till i
storleksordningen 2–4 kg N per ha och år, men huvuddelen av detta är organiskt bundet kväve knutet till ökad utlakning av löst organiskt material.64
Dessa måttliga utlakningsförluster gäller dock bara under förutsättning att
inte omfattande nitratbildning inträffar. Om så sker är risken för nitratutlakning överhängande eftersom markens bindningskapacitet för nitratjonen är
mycket låg.
KSLA. 2007. How to estimate N and P losses from forestry in northern Sweden. Kungl.
Skogs- och Lantbruksakad. Tidskr. 2–2007.
63
64
Rosén, K., Aronsson, J.-A. & Eriksson, H.M. 1996. Effects of clear-cutting on streamwater quality in forest catchments in central Sweden. For. Ecol. Manage.83, s. 237–244.
62
38
Förutom utlakningen av växtnäringsämnen, sker ofta också en tillfälligt ökad
uttransport av löst organiskt material. I samband med försöken att spåra källorna för det kvicksilver som under 1900-talets senare hälft uppmätts i höga
halter i många skogssjöar, har man funnit att färska hyggen bidrar till detta
genom att avge mer kvicksilver till vattensystemen än beskogad mark (se
”Terrängkörning”).
Nitrifikationen kritisk
Nitrifikationen är alltså den kritiska processen. Om mineraliserat ammonium
i alltför hög grad omvandlas till nitrat av nitratbakterier, så kan växttäckets
samlade upptagskapacitet tillfälligt vara otillräcklig och nitratet utlakas. En
viss nitratbildning under den initiala kalhyggesfasen förekommer normalt i
skogsmark av medelgod bördighet och bättre. Detta gäller hela Sverige men
i synnerhet de södra delarna.
Fröträds- och skärmställningar kan avsevärt minska risken för nitratutlakning under hyggesfasen. Av samma skäl är snabb etablering av hyggesvegetation önskvärt.
Nitratutlakningen från hyggen har tveklöst ökat över tiden i de områden av
Sverige som utsatts för stor mängd ackumulerat kvävenedfall. Dessa observerade ökningar orsakas inte bara av hyggeseffekten, utan inbegriper också
effekter av den markberedning som normalt görs (se ”Markberedning”).
I de mest kvävebelastade sydvästra delarna av Sverige kan utlakningen
av enbart nitratkväve från rotzonen uppgå till betydligt mer än 10 kg N
per hektar och år, under en period av ca 5 år efter beståndsavvecklingen.65
Den regionala variationen för kväveutlakning i Götaland är dock stor.66
Modellberäkningar har indikerat att den totala kväveutlakningen från hyggen
i östra Götaland är mindre än 5 kg N per ha och år, under den ca 5 år långa
hyggesfasen. I de mest drabbade västra delarna av Götaland (nordvästra
Skåne, Halland, sydvästra Västergötland), kan de totala utlakningsförlusterna
däremot vara 20–35 kg N/ha och år.
I dagsläget är den tidigare vedertagna generella bedömningen – att skogsmark brukad med trakthyggesbruk i mycket liten grad bidrar till övergödning
av vattenekosystemen med kväve – på väg att bli alltmer tveksam för vissa
ståndortstyper i sydvästra Sverige.
Hygget och frostrisken
Frostskador67 på barr och skott är en vanlig orsak till plantavgång.
Lufttemperaturer under fryspunkten, speciellt om detta inträffar under den
del av vegetationsperioden då tillväxten är som intensivast, kan orsaka cellskador som leder till plantdöd.
Plantor på ett hygge drabbas mer av frostskador än plantor i en skog, därför att lufttemperaturen nära marken under klara och vindstilla nätter blir
lägre på ett hygge än i skogen. Detta kallas strålningsfrost. Huvudorsaken är
Westling, O., Örlander, G. & Andersson, I. 2004. Effekter av askåterföring till granplanteringar med ristäkt. IVL. Rapport B 1552..
66
Akselsson, C., Westling, O. & Örlander, G. 2004. Regional mapping of nitrogen leaching
from clearcuts in southern Sweden. For. Ecol. Manage. 202, s. 235–243.
67
65
39
att den långvågiga värmestrålning som nattetid avges från markytan på hygget går förlorad upp i atmosfären. I skogen minskas däremot utstrålningen av
kronskiktet.
De översta markskikten kan visserligen vid tiden för solnedgången ha
högre temperatur ute på hygget än i skogen, men de avkyls i snabbare takt
under natten och sänker då genom kontaktavkylning även temperaturen i de
marknära luftlagren. Temperaturgradienten nära marken just före soluppgången kan vara mycket brant avtagande från någon meters höjd och ner mot
markytan.
Typen av markvegetation har också betydelse för frostrisken. Det är exempelvis visat att gräsbevuxen mark är särskilt frostlänt.68
Strålningsavkylning under klara och vindstilla nätter ger bildning av kall
marknära luft över såväl plan kalmark som kala sluttningar. I en sluttning
kommer sådan kalluft på grund av sin större densitet att sättas i rörelse ner
mot terrängens lägre partier. Då uppstår emellertid friktion mot vegetation
och terrängens ojämnheter, vilket orsakar turbulens och vertikal omblandning. Varmare luft från högre liggande luftlager blandas in och den marknära
luften blir därför mindre kall än över plan mark och i grunda sänkor, där luftens temperaturskiktning förblir mer ostörd under natten.
Sammantaget får plan kalmark och grunda svackor de lägsta minimitemperaturerna (figur MV8). Detta gäller i både stor och liten skala.
-4,7
-4,0 -3,7 -3,0
Jordhög
-4,3
-3,1
-4,3
-1,4
Bar
jord
Stubbe
-3,5
-7,5
-2,4
-5,4
~ 10 m
~ 100 m
Figur MV8 Exempel på minimitemperaturer i luften nära markytan under
en klar och vindstilla natt i mitten av juni. Baserat på likartade mätningar
dels från Vindeln, Västerbotten och Tönnersjöheden, Halland. Det är kal�last i grunda sänkor (i bägge skalorna) och varmare över bar jord, nära
markytan under en klar och vindstilla natt. Det är kallast i grunda sänkor (i
alla skalor) och varamare över bar jord, nära uppstickande föremål (skärmeffekt) och i branta sluttningar (turbulenta luftrörelser). Efter Odin (opubl.)
och Odin, 1969.69
Braekke, F. 1972. Varmehusholdning og mikroklima på ulike myrtyper. Meddelamden fra
det Norske Skogsforsøksvesen nr 119, hefte 1.
69
Odin, H. 1969. Hyggesstruktur och mikroklimat. I: Föryngringsfrågor i det mekaniserade
skogsbruket. Kurskompendium. Sveriges Jägmästares och Forstmästares Riksförbunds
Fortbildnings AB, samt SLU, inst. för skogsföryngring.
68
40
Vid plantering på ej markberedd mark kan man i viss mån ta hänsyn till den
småskaliga variationen för att minska frostskaderisken. Alla föremål som står
upp från markytan, såsom stenblock, stubbar och buskar, ger ett litet skydd i
närområdet (figur MV8). Frostrisken på ett hygge kan avsevärt minskas genom skärmställning. Ju tätare och ju högre skärmträden är, desto mer dämpas
avkylningen nära marken.70
Odin, H. 1969. Hyggesstruktur och mikroklimat. I: Föryngringsfrågor i det mekaniserade skogsbruket. Kurskompendium. Sveriges Jägmästares och Forstmästares Riksförbunds
70
41
Mekanisk markberedning
Mekanisk markberedning71,72,73,74,75 medför i flera avseenden en förstärkning av hyggeseffekterna. Konkurrensen om näringsämnen och vatten
minskar ännu mer i de markberedda fläckarna, spåren och på högarna
jämfört med det ej markberedda hygget. I detta avseende är alltså
markberedningen positiv, men inte absolut nödvändig åtgärd, för etablering av planterade trädplantor. Däremot är det en nödvändig och avgörande åtgärd vid frösådd.
Tekniken för maskinell markberedning utvecklades snabbt under 1970-talet.
Utvecklingen påskyndades troligen av att snytbaggens gnagskador på plantor
visade sig minska vid plantering i markberedningsfläckar. De varianter av
mekanisk markberedning som används mest idag är hyggesharvning (dominerande), fläckmarkberedning och olika varianter av högläggning. Mer
radikala markberedningsmetoder såsom total upparbetning och utplaning av
markytan samt hyggesplöjning förekommer på vissa håll i världen men inte i
Sverige.
Under en period på 1970- och 1980-talen tillämpades dock hyggesplöjning
på svårföryngrade marker i Norrlands inland. Metoden gav mycket goda
föryngringsresultat, men kritiserades hårt utifrån flera aspekter – risk för
näringsförluster och långsiktig bördighetssänkning, negativ för renskötseln,
förfulande av landskapet, m.m. – och förbjöds 1994.
Markberedning minskar konkurrensen om vatten och näring
Markberedningsmetoder som river upp och fläker bort humuslagret (mårlagret) skapar på fastmark två typer av planteringsmiljöer – nedsänkta
barjordsfläckar, samt mer eller mindre sammanhållna sjok av upprivet och
omvänt humuslager blandat med mineraljord (figur MV9). Den totala störda
markytan blir minst vid fläckmarkberedning och högläggning för att sedan
öka vid hyggesharvning (ca 50 %) och vara störst efter hyggesplöjning.
I blottad mineraljord, där nätverket av rötter och risens jordstammar rivits
bort, ger minskad konkurrens om vatten och ljus goda förutsättningar för en
planta. Eftersom vattentillgången är den mest kritiska faktorn under en planterad plantas etableringsfas är den blottade mineraljorden en särskilt gynnsam planteringspunkt i grovkorniga eller torra jordar. Om jordarten istället är
finkornig och klimatet mycket fuktigt under vegetationssäsongen, kan dock
plantan istället hämmas eller dö på grund av syrgasbrist när vatten tillfälligt
ansamlas i barjordsfläcken. Valet av planteringspunkt måste alltså ståndortsanpassas.
Söderström, V. 1974. Markberedning. Sveriges Skogsvårdsförbunds Tidskrift 1, s. 157–403.
Söderström, V. 1979. Ekonomisk skogsproduktion. Del 2. Föryngring. LTs förlag,
Stockholm.
73
74
Örlander, G. & Gemmel, P. 1989. Markberedning. Sv. Skogsvårdsför. Tidskr. 3–89.
75
Normark, E. 2011. Riktlinjer för uthålligt skogsbruk. Holmen Skog. Tillgänglig på: http://
www.holmen.com/sv/Skog/
71
72
42
Vidare är risken för frostskador generellt något mindre för plantor som står i
mineraljordsfläckar. Detta beror på att bar mineraljord effektivare leder ner
och lagrar värme under dagen, än ytor täckta av ett humuslager. Därför blir
också ytans temperatur och den motriktade långvågsutstrålningen under natten, både större och uthålligare från dessa ytor.
+ Allmänt minskad konkurrens om ljus, vatten, näring
+ Mindre risk för snytbaggeskador
+ Lägre frostrisk
+ Högre marktemperatur
+ Större vattentillgång
++ Lägre frostrisk
+ + Högre marktemperatur
+ Större näringstillgång
– Risk för vattendränkning/
syrgasbrist
– Risk för vattenbrist
Figur MV9 Grov karaktärisering av planteringsmiljöer som skapas vid
maskinell markberedning (harvning – profil tvärs körriktning; högläggning
– profil längs körriktning). Angivna effekter är i jämförelse med ej markberedd planteringsmiljö. Illustration Bo Persson
I den upprivna och oftast omvända torvan sker intensifierad nedbrytning och
mineralisering. Tillgången på näring och ljus är där god för en trädplanta.
Den positiva effekt på näringstillgången som kalhuggningen i sig innebär
förstärks ytterligare; mer avdödat växtmaterial tillförs, temperaturförhållandena i rotzonen blir än gynnsammare o.s.v. Nitrifikationen, och därmed
risken för nitratutlakning, gynnas dock också i motsvarande grad.
Vattenbrist kan vara ett problem, eftersom det luckra grovporiga humuslagret snabbt dränerar överskottsvatten och framför allt ofta har dålig fysisk
kontakt med underliggande markyta. Det sistnämnda gör att luftspalter bildas, vilka förhindrar den kapillära uppsugning av vatten från underliggande
markskikt som annars skulle ske.
Kontakten med underlaget och dess vattenförråd är alltså avgörande för
plantans förutsättningar att etablera sig. En omvänd torva får inte hamna på
en bädd av grenar och ris. Inblandning eller pålagring av mineraljord ger
större tyngd åt torvan, vilket ofta räcker för att ge den nödvändiga kontakten
med underlaget. Känsligheten för bristande kapillär uppsugning och uttorkning i en omvänd torva varierar givetvis med klimatet – problemet är störst i
sommartorra delar av landet, liksom under allmänt nederbördsfattiga år.
Vid plantering i omvänd torva bör plantan alltid sättas så djupt att dess
43
rötter kommer i kontakt med det underliggande intakta humuslagret. En
planteringsmetod som därför kan underlätta plantans vattenförsörjning under
etableringsfasen är så kallad djupplantering.
Högläggning förbättrar dränering och minskar frostskador
Högläggning är en vidareutveckling av fläckmarkberedningens plantering
i omvänd torva. Den upplagda högen kan variera i storlek, beroende på om
markberedare med högläggningsaggregat eller grävmaskin använts. Högen
består i regel mest av uppgrävd mineraljord med inblandade fragment av
sönderrivet humuslager. Vid högläggning på fuktig mark eller dikad kärrjord
kan välhumifierat organiskt material utgöra huvuddelen.
Ett viktigt syfte med högläggning är att skapa en upphöjd planteringspunkt
för att minska frostrisken. Om plantan placeras någon eller några decimeter
högre än omgivande markyta når den varmare luftlager, vilket kan ha avgörande betydelse för frostskaderisken. Ett annat syfte, på fuktiga och våta
marker med risk för syrgasbrist för plantrötterna, är att skapa väldränerade
planteringspunkter.
Temperatur- och näringsförhållandena i upplagda högar är oftast mycket
gynnsamma. Blottad mineraljord ger snabb uppvärmning och höga dagtemperaturer i högen. Kombinationen av gynnsamma vatten- och temperaturförhållanden och färskt förnamaterial i en lucker blandning med mineraljord,
ger de allra bästa förutsättningarna för mikrobiell mineralisering av växtnäringsämnen. Detta har ibland kallats ”komposteringseffekt”.
Markberedning och uppfrysning
Uppfrysning76 av föremål kan ske i jordar som uppvisar tjälskjutning. De
känsligaste mineraljordarterna är finmo- och mjälasediment, lättlera, samt
moiga, mjäliga och leriga moräner. Grövre jordarter såsom grovmosediment
och sandiga moräner, samt riktigt finkorniga såsom tyngre leror och moränleror, ger av olika skäl mindre uppfrysning.
Stenar och block, pålar i marken, samt planterade plantor kan frysa upp.
Mekanismen är i samtliga fall att föremålets övre del fryser fast i omgivande
jord och följer med detta skikt uppåt, när tjälen sedan expanderar underliggande jordskikt. Vid tjällossning på våren smälter dock tjälen från markytan
och nedåt. Det medför att föremålets nedre delar fortfarande är fixerade i tjälad
mark, när jorden kring dess övre delar tinar och sjunker ihop (figur MV10).
Benämningen pipkrake betecknar en särskild typ av uppfrysningsmekanism, vilken ”över en natt” kan orsaka stora skador på nyligen planterade
plantor (figur MV10).
Pipkrake uppträder typiskt på bar jord (och i grunda vattenansamlingar),
under senhösten och på våren, när jorden tjälar på natten men tinar upp på
dagen. Det fuktiga ytligaste jordskiktet fryser först ihop till ett sammanhållet
tunt flak, där även plantan sitter fast. Flaket med den fastfrusna plantan lyfts
sedan upp genom att isen undertill tillväxer i form av ”isstänglar”. När sedan
markytan på dagen värms upp, faller det frusna ytskiktet tillbaka till markytans nivå.
Goulet, F, 2000. Frost heaving of planted seedlings in the boreal forest of Northern
Sweden. SLU, inst. för skogsskötsel. Rapport nr 45.
76
44
Uppfrysning – tjälning/tjällossning
FÖRE
TJÄLSKJUTNING
TJÄLLOSSNING
Uppfrysning – pipkrakebildning
FÖRE
NATT
DAG
EFTER
Is
Frusen jord
EFTER
Figur MV10 Mekanismer för uppfrysning av plantor. Överst: Uppfrysning
i samband med vinterns tjälskjutnings-/tjällossningscykel. Underst:
Uppfrysning i samband med pipkrakebildning.
De skogsskötselmässiga konsekvenserna av uppfrysning är framför allt
knutna till plantering i bar jord, efter markberedning. I de mest uppfrysningsbenägna mineraljordarna, liksom i höghumifierad torv, bör plantering aldrig
ske i bar jord. Täckrotsplantor är mycket känsligare än barrotsplantor när det
gäller den speciella pipkrake-uppfrysningen. Beträffande vanlig uppfrysning,
d.v.s. sådan som beror på vinterhalvårets tjälskjutnings- och tjällossningscykel, är skillnaden mellan planttyperna liten.
De flesta skogsjordar är medelkorniga moräner med podsoljordmån, och
i dessa blir det något starkare uppfrysning vid plantering i jordmaterial från
rostjorden än vid plantering i blekjord.77
Plantering i omvänd torva är den metod som på ett effektivt sätt kan minska uppfrysningen i en markberedd uppfrysningsbenägen jord. Det beror på
att det mellanliggande porösa mårtäcket minskar den kapillära uppsugningen
av vatten mot ytskiktet och inte expanderar vid frysning.
Djupplantering minskar generellt risken för uppfrysning och kan i vissa
situationer vara en avgörande anpassning av planteringstekniken.
Effekter på näringsutlakning och erosion
Jämfört med hygget ökar markvattnets halter av mineralnäringsämnen ytterligare genom markberedningen. Flerfaldigt förhöjda halter i markvattnet
under rotzonen kan förekomma, och de ökar i proportion till markberedningsmetodens totala störningseffekt (figur MV11). Detta ökar självklart
risken för näringsutlakning av bland annat nitratkväve till grundvatten och
Holt Hansen, K., Granhus, A., Bergsten, U., Ottosson Löfvenius, M., Grip, H. & de
Chantal, M. 2007. Frost-heaving damage to one-year-old Picea abies seedlings increases
with soil horizon depth and canopy gap size. Can. J. For. Res. 37, s. 1236–1243.
77
45
vattendrag.78,79,80,81 Det kväve som lämnar rotzonen är sannolikt förlorat som
näringsresurs för vegetationen på platsen ifråga, men därmed inte sagt att
allt kommer att nå närliggande vattendrag (figur MV11, underst). Dels kan
mikrobiell denitrifikation omvandla nitratkvävet till gasform, dels kan både
mikroorganismer och växtsamhällen i utströmningsområden tillgodogöra sig
kvävet innan det kommer ut i vattendraget.
I de mest kvävebelastade sydvästra delarna av Sverige (till exempel
Halland) kan utlakningen av nitratkväve från rotzonen, efter kalavverkning
och markberedning, uppgå till betydligt mer än 10 kg N per hektar och år.
Dessutom kan i vissa fall utlakningen pågå i 5–7 års tid.82
Halter av nitratkväve i markvatten (mg nitrat-N/liter)
Harvat hygge
Ej markberett hygge
Utan ris
0,5
Plogat hygge
Rishög
Harvtilta
Harvfåra
Plogtilta
Plogfåra
2,3
6,6
4,2
17,2
1,3
Årlig total kväveutfällning (kg N/ha, år)
Ej markberett hygge
Harvat hygge
Plogat hygge
Bäck
4
8
13
29
Figur MV11 Näringsutlakning efter markberedning (Hälsingland).
Modifierat efter Rosén & Lundmark-Thelin, 1986.
Överst: Halter av nitratkväve i vatten som dräneras från rostjorden (ca
30–40 cm från markytan) under olika markbehandlingar, ett år efter markberedning.
Underst: Beräknad årlig total kväveutlakning från hyggen med angiven typ
av markbehandling. Tillrinningsområdet för bäcken är till 50 % harvat och
till 20 % plogat.
Rosén, K. & Lundmark-Thelin, A. 1986. Hyggesbruket och markvården. I: Skogen som
natur och resurs – mark-flora-fauna. Skogshögskolans höstkonferens 3–4 december 1985,
Uppsala. SLU. Skogsfakta Konferens nr 9, s. 42–49.
79
80
Westling, O., Örlander, G. & Andersson, I. 2004. Effekter av askåterföring till granplanteringar med ristäkt. IVL. Rapport B 1552.
81
82
78
46
Partikelerosion från hyggen kan uppstå genom olämplig markberedning och
spårskador i anslutning till diken och bäckar. Detta kan lokalt ge allvarliga
skador i vattendragen. Skyddszoner utmed vattendrag där markberedning ej
utförs, liksom skyddszoner med kvarlämnad skog, är mycket viktiga inslag i
ett ståndortsanpassat kalhyggesbruk.
Markberedningens långsiktiga produktionseffekter
Den störning av humuslagret som markberedningen ger påskyndar mineraliseringen av det organiskt bundna näringsförrådet, framför allt kväve. Detta
är positivt för det nya beståndet. Men om en avsevärd del av det mineraliserbara näringsförrådet förloras genom utlakning under perioden närmast efter
markberedningen så skulle de långsiktiga produktionseffekterna kunna blir
negativa. Farhågan för att detta kan ske, i första hand efter radikal markberedning och på primärt näringsfattiga ståndorter med tall som trädslag, har
diskuterats sedan 1970-talet.83,84 Utfallet är inte självklart, eftersom markens
framtida produktionskapacitet inte bara bestäms av kväveförrådets storlek
utan också av dess omsättningshastighet. Ett litet förråd med hög omsättningshastighet kan således medge lika stor tillväxt som ett stort förråd med
låg omsättningshastighet.
Undersökningar av äldre markberedningsförsök med föryngring av tall,
har hittills inte på ett otvetydigt sätt kunnat belägga att tillväxtnedsättningar
sker.85 Tvärtom visar de flesta studierna en positiv tillväxteffekt, som kan
kvarstå åtminstone upp till ca 50 år.86 Dessa försök inkluderar även radikala
markberedningsformer, såsom hyggesplöjning.
Lundmark, J.-E. 1977. Marken som en del av det skogliga ekosystemet. Sveriges
84
Johansson, M.-B. 1987. Radikal markberedning – olämpligt sätt att utnyttja kväveförrådet
i avverkningsresterna. Sveriges Skogsvårdsförbunds Tidskrift 2, s. 35–41.
85
Örlander, G., Nordborg, F. & Gemmel, P. 2002. Effects of complete deep-soil cultivation
on initial forest stand development. Studia For. Suec. nr 213.
86
Örlander, G., Nordborg, F. & Gemmel, P. 2002. Effects of complete deep-soil cultivation
on initial forest stand development. Studia For. Suec. nr 213.
83
47
Hyggesbränning
Hyggesbränning87,88,89,90 är en speciell form av radikal markbehandling
som allmänt tillämpades i norra Sverige under flera årtionden i mitten
av 1900-talet. Den har under senare år rönt förnyat intresse. Som skoglig åtgärd görs den i syfte att underlätta föryngring, vanligtvis med tall.
I likhet med mekaniska markberedningsmetoder innebär utslagningen av
befintlig vegetation att konkurrensen om vatten och näring minskar, men
inte bara fläckvis utan över nästan hela ytan. Den brända mörka markytan absorberar mer solstrålning och fläckar av mineraljord kan blottas.
Marktemperaturen, särskilt maximitemperaturen, blir därför högre.
Risk för kväveutarmning vid hård bränning
När det organiska materialet brinner upp försvinner kolet som koldioxid upp
i atmosfären. Det mesta kvävet försvinner som kvävgas, kväveoxider och i
viss mån även i form av ammoniak. Följaktligen kan en stor del av humuslagrets kväveförråd ”gå upp i rök” om allt organiskt material brinner upp.
Huvuddelen av baskatjonerna blir däremot kvar i askan, även om framför allt
kaliumförlusterna med rökgaser och flygaska kan vara betydande. Askan har
en starkt basisk reaktion vilket ger en kraftig höjning av markens pH.
Höjningen av marktemperatur och pH medför mycket gynnsamma miljöförhållanden för överlevande nedbrytarorganismer. Ammoniumhalterna i
marken brukar öka efter bränningen. Intensifierad nedbrytningsaktivitet och
kvävemineralisering efter bränningen kan dock bara ske om det finns lättnedbrytbart organiskt material kvar. Detta avgörs av hur ”hård” bränningen
varit.
Nitrifikationsbakterier gynnas sannolikt ännu mer än nedbrytande organismer. Förutom högre marktemperatur och pH, ökar också tillgången till
ammonium som är bakteriernas substrat (energikälla). Förhöjd nitrifikation
på brända hyggen jämfört med obrända har påvisats. Risken för omfattande
nitratutlakning ökar med markens allmänna bördighet (humus med låg C/Nkvot), och minskar om hyggesvegetationen snabbt koloniserar det brända
hygget.
Högre pH i avrinningsvattnet
Avrinnande vatten får normalt högre pH-värde och högre syraneutraliserande
förmåga (alkalinitet). Ökad utlakning av baskatjoner är normalt efter bränning. Detta ger dock inga övergödningseffekter i vattendragen. Nitrathalterna
kan dock öka.
Eftersom bränd jord har en benägenhet att bli något vattenavvisande kan
ytavrinning uppstå lättare. Detta ökar utlakningsrisken ytterligare och kan i
vissa fall även ge förluster av fosfor med suspenderade askpartiklar. Risken
Wretlind, J.E. 1932. Om hyggesbränningen inom Malå revir. Norrlands skogsvårdsförbunds tidskrift, 1932, s. 243–332.
88
Wretlind, J.E. 1948. Nordsvensk hyggesbränning. Tryckeri A.-B. Thule. Stockholm.
89
90
Ring, E. 1997. Miljöeffekter av bränder i skogsekosystem – en litteraturöversikt med
Norden i brännpunkten. SkogForsk. Redogörelse nr 2–1997.
87
48
för stora initiala förluster är störst om det kommer häftig nederbörd omedelbart efter hård bränning.
Produktionen kan påverkas såväl positivt som negativt
Hyggesbränningens effekter på näringsutbud och växtproduktion varierar
från mycket positiva till mycket negativa. Erfarenheterna från de hyggesbränningar som gjordes i norra Sverige fram till 1960-talet var mestadels
goda, förutom vissa problem med rotmurkla (Rhizina undulata), en parasitisk
skadesvamp. Självföryngring av tall och björk gynnas. Produktionseffekterna
i de etablerade bestånden har oftast varit positiva i tallbestånd men negativa i
granbestånd.91
En hyggesbränning bör från föryngringssynpunkt vara så hård att den
dödar markvegetationen, men från produktionssynpunkt så lätt att den inte
bränner fram mineraljorden. Lämplig marktyp för hyggesbränning är frisk
moränmark med normalt till tämligen mäktigt mårlager. Bränning på torr
mark och på frisk mark med tunt mårlager medför risk för kväveutarmning
och sänkt produktionsförmåga. Torvmark ska inte brännas, eftersom en
mycket stor andel av systemets totala förråd av fosfor och lättlösliga baskatjoner (kalium och magnesium) finns i ytskiktets levande växtdelar och färska
förnamaterial. Risken för utlakningsförluster av dessa viktiga mineralnäringsämnen är stor då en torvmarks ytskikt bränns bort. Detta kan ha mycket
stora och långsiktiga negativa konsekvenser för systemets produktionskapacitet.
Hyggesbränningens lämplighet i södra Sverige är mycket tveksam ur produktionssynvinkel och i vissa fall även tveksam ur vattenkvalitetssynvinkel.
Där finns inte samma behov av att öka marktemperatur och kvävemineralisering för att gynna föryngringen, och risken för nitrifikation och miljöskadlig
nitratutlakning är större vid bränning av humuslager med relativt låg C/Nkvot.
Naturvårdsbränning
Hyggesbränning och så kallad naturvårdsbränning har helt olika syften.
Naturvårdsbränning görs i uppvuxna bestånd, ibland partiellt avverkade.
Syftet är att gynna brandanpassade växter och andra organismer, inte att underlätta för skogens föryngring och tillväxt. Ska exempelvis de förr så vanliga brandpräglade lavrika tallhedarna återskapas, så är hård bränning som
verkar kväveutarmande och produktionssänkande ett medel för att åstadkomma detta.
Oavsett bränningens syfte så är effekterna på markprocesser och det avrinnande vattnets kvalitet likartade.
Hallsby, G. 1995. Hyggesbränningens inflytande på virkesproduktionen i boreala skogar.
En uppdatering av kunskapsläget beställd av MoDo skog november 1995. SLU, inst. för
skogsskötsel. Arbetsrapporter nr 109.
91
49
Röjning och gallring
Huvudsyftet med röjning och gallring är att omfördela arealtillväxten
från många till färre trädindivider. Åtgärderna har också effekter på
markförhållandena. Viktiga direkta markeffekter är ökad solinstrålningen till markytan, ökad marktemperatur och ett engångstillskott av
förna.
Markens temperatur under vegetationsperioden ökar, vilket generellt förbättrar förutsättningarna för biologisk aktivitet. Temperatureffekterna har
sannolikt störst betydelse för skogsproduktionen i norra Sveriges kyliga temperaturklimat, och särskilt i jordar som är kalla på grund av hög finjordshalt
och fuktighet.92
Effekterna på markens näringsutbud efter röjning och gallring är i princip
desamma som efter kalavverkning – en gödslingseffekt. Åtgärderna slår ut
en del av de trädindivider som tidigare i hård konkurrens tagit sin del av
nedbrytarnas nettomineralisering. Kvarvarande och inväxande individer får
då bättre näringstillgång under en period. Men dessutom tillförs nedbrytarna
nya energi- och näringsrika växtrester i form av avdöende rotsystem och mykorrhiza-mycel. Det sistnämnda utgör en betydande kväveresurs, eftersom
svampvävnad innehåller höga halter kväve.
Kombinationseffekten av minskad näringskonkurrens och ökad kvävemineralisering har påvisats genom så kallade rotavskärnings- och rotisoleringsexperiment.93,94 Ekologen och markforskaren Lars Gunnar Romell föreslog
termen röjningsgödslings-effekten för denna mekanism, vilken ända från
svedjebrukets dagar systematiskt har utnyttjats av människan för att mobilisera bundna näringsresurser.95
93
94
Romell, L.-G. & Malmström, C. 1945. Henrik Hesselmans tallhedsförsök åren 1922–42.
Meddelanden från Statens Skogsförsöksanstalt 34, s. 609–625.
95
Romell, L.-G. 1966. Röjningsbruket och dess hemlighet. Ymer. Årsbok 1966, s. 183–196.
92
50
Terrängkörning och markskador
Mekaniseringen av skogsbruket har medfört ökad belastning på
marken.96,97,98 Maskinerna är stora och tunga, allt fler åtgärder utförs
maskinellt vilket innebär återkommande körning i bestånden, och en
större andel körning sker under otjälade markförhållanden. Förutom
slutavverkning och markberedning har maskinell gallring och GROTskörd tillkommit. Och kanske i framtiden även regelmässig askspridning, stubbskörd, med mera. Detta kan skada beståndet, marken, vattnet och skyddsvärda kulturlämningar, med både kortsiktiga och långsiktiga negativa konsekvenser.
Markkompaktering
Markkompaktering ökar partiklarnas lagringstäthet och höjer jordens volymvikt. Negativa effekter på växterna kan uppstå på två olika sätt.
För det första uppstår ett ökat jordmotstånd för rottillväxt, vilket försämrar
vatten- och näringsupptagning och leder till lägre tillväxt.99 Rotspetsar har
liten kraft att tränga undan partiklar när de växer framåt.100 Den ”sprängkraft”
som ibland tillskrivs framför allt vedväxters rötter, beror på deras successiva
diametertillväxt. Finrötternas tjocklek varierar mellan växtarter, och därför
har arterna olika kritiska minimivärden för pordiameter.
Den andra skadeorsaken är att det uppstår syrgasbrist för rötterna. Risken
för detta ökar eftersom minskad porstorlek i jorden leder till större vattenhållande förmåga, och vatten tränger bort luft. Finkorniga jordar är mer känsliga
än grovkorniga beträffande bägge skademekanismerna.
Riskerna för kompaktering beror förutom på jordart även på rådande vattenhalt. Nästan alla jordarter är som mest känsliga när jorden är ”fuktig”. Om
jorden är mycket torr motverkas kompaktering av friktion mellan partiklar.
Om jorden är våt, d.v.s. porerna fyllda med vatten, motverkas kompakteringen av att vattnet först måste pressas ut ur jorden innan partiklarna kan packas
tätare.
Värst under hjulspåren
Med dagens skogsbruksmetoder är riskerna för kompaktering främst knutna
till skördares och skotares hjulspår. Kompaktering har visats kunna ske ner
till 30–50 cm djup. Kompaktering i markens ytskikt kan med tiden återställas
genom rötters och markdjurs aktivitet. Kompaktering djupare i mineraljorden kan sannolikt bestå mycket längre tid. Djupgående tjälbildning är dock
en viktig återställningsmekanism i de delar av landet där sådan sker regelbundet.
Olsson, M. 1977. Körskador i skogsbruket – ett markvårdsproblem. I: Markvård – skogsmarkens egenskaper och nyttjande. Sveriges Skogsvårdsförbunds Tidskrift 2–3 1977 (specialnummer), s. 233–247.
97
Wästerlund, I. 1992. Extent and causes of site damage due to forestry traffic. Scand. J.
For. Res. 7, s. 135–142.
98
Jansson, K.-J. 1998. Effects of machinery traffic in forestry on soil properties and tree
growth. Acta Universitatis Agricultutrae Sueciae. Silvestria 66.
99
Wästerlund, I. 1985. Compaction of till soils and growth tests with Norway spruce and
Scots pine. For. Ecol. Manage.11, s. 171–189.
100
Scott Russel, R. 1982. Plant Root Systems. Their function and interaction with the soil.
ELBS/McGraw-Hill Book Company Ltd.
96
51
Förstärkning av mårtäcket och dess nätverk av rötter genom risläggning kan
minska kompaktionsskadorna avsevärt.101 Det är därför viktigt att uttag av
GROT (grenar och toppar) från hyggen och gallringar inte medför att denna
skyddsåtgärd blir mindre väl utförd i framtiden.
Markbrott och rotskador
Djupa hjulspår orsakar också markbrott, vilket medför mekaniska skador på
trädrötterna. I vårt kalla klimat, och särskilt i bestånd på fuktig mark, ligger
nästan alla rötter nära markytan. Därför kan denna skadetyp få allvarliga
konsekvenser. I gallringsskogar kan skadorna minska tillväxten, försämra
trädens stabilitet och öka risken för angrepp av rotpatogener.102
Man har funnit att mer än hälften av alla träd inom en meter från ett djupt
hjulspår får minskad tillväxt. Tillväxtförluster på 25–40 % har uppmätts i
granskog, under en 5-årsperiod efter gallring. Förlusterna gäller tillväxten för
granar inom påverkansområdet utmed stickvägar med djup spårbildning.
Enligt en skadeberäkningsmodell presenterad av Wästerlund103 är ca 5 %
en rimlig skattning av tillväxtnedsättningen utslagen över hela arealen.
Dessa skadebedömningar gäller dock bara låga granboniteter (G20–G24).
Granskog på höga boniteter, samt tallskog, får mindre tillväxtförluster.
Långsiktiga negativa tillväxteffekter på grund av ökad rotröteinfektion
kan dock tillkomma. En omfattande undersökning av synliga bark- och
vedskador på stam, stubbe och grövre rötter, har gjorts i gallringsbestånd.104
Resultaten visar att i genomsnitt 5 % av kvarstående träd har någon skada.
Det är mycket stor sannolikhet att dessa skador leder till rotröteinfektion i
granskog och därmed långsiktiga negativa effekter.
Erosionsrisk
En ytterligare konsekvens av körskador kan vara erosion och partikeltransport ut till vattendragen. Problemet uppstår i regel genom att bar jord friläggs i körspåren och därför lättare kan eroderas av regn och ytavrinnande
vatten.
Torvjordar, speciellt med höghumifierat organiskt material, är oftast erosionskänsliga. Bland mineraljordarna är de med stor andel finmo- och mjälapartiklar mycket känsliga. Stark marklutning ökar erosionsrisken. Det gör
också kompaktering av jorden, eftersom markens infiltrationskapacitet då
sänks och eroderande ytavrinning tilltar.
De negativa effekterna för vattenekosystemen orsakas i första hand av de
suspenderade partiklarna. Vattnets ljusförhållanden förändras och det material som sedimenterar på botten bokstavligen begraver bottenlevande organismsamhällen.
Eliasson, L. & Wästerlund, I. 2007. Effects of slash reinforcement of strip roads on rutting and soil compaction on a moist fine-grained soil. For. Ecol. Manage. 232, s. 118–123.
102
Olsson, M. 1977. Körskador i skogsbruket – ett markvårdsproblem. I: Markvård – skogsmarkens egenskaper och nyttjande. Sveriges Skogsvårdsförbunds Tidskrift 2–3 1977 (specialnummer), s. 233–247.
103
Wästerlund, I. 1983. Kantträdens tillväxtförluster vid gallring på grund av jordpackning och rotskador i stickväg – en sammanställning och bearbetning av litteraturuppgifter.
Sveriges Skogsvårdsförbunds Tidskrift 2–83.
104
Fröding, A. 1992. Gallringsskador – en studie av 403 bestånd i Sverige 1988. SLU, inst.
för skogsteknik. Rapport nr 193.
101
52
Det viktigaste för att förhindra erosionsskador är att minimera sönderkörning
och därmed blottläggning av bar jord i fuktiga terrängavsnitt nära strömmande ytvatten. Man bör undvika att skapa djupa hjulspår i markens lutningsriktning. Bäck- och dikeskanter får inte skadas. Risläggning vid körning över
fuktig mark och tillfällig broläggning över diken och bäckar är mycket viktiga skyddsåtgärder.
För närvarande sker en intensiv utveckling av e-karttjänster som visar
skogliga bestånds- och markytedata baserade på nationell laserscanning av
skogsmark.105 Kopplat till terrängklassificering, pågår exempelvis vid SLU
arbete med att kombinera höjdmodeller (visar markytans höjdvariationer
med hög precision) med hydrologiska modeller (beräknar grundvattensytans
läge under markytan), till mycket exakta markfuktighetskartor. Denna typ
av markfuktighetskartor kan komma att bli viktiga verktyg som underlättar
planering av körstråk till lämpliga terrängavsnitt, och undvika terränger med
dålig bärighet, erosionsrisk och andra negativa effekter på vattendrag.
Markstörning och kvicksilverutlakning
Uttransport av kvicksilver106,107 till sjöar i skogslandskapet har varit ett uppmärksammat miljöproblem sedan 1970-talet. Under senare år har kunskaperna om inblandade markprocesser och transportmekanismer ökat. Det som
hittills framkommit pekar mot att skogsbruk och skogsbruksåtgärder behöver
beaktas i sammanhanget.
Bakgrunden är att gasformigt kvicksilver under lång tid spridits via atmosfären till alla landytor och adderats till de naturligt förekommande halterna i
marken. Kvicksilverjoner binds mycket starkt till organiskt material, varför
det över tiden anrikats i skogsmarkernas organiska ytskikt. I framför allt våtmarker, där det tidvis råder syrgasbrist, kan en liten del av detta kvicksilver
via mikrobiella processer omvandlas till biotillgängligt metylkvicksilver.
Avrinningsvatten från skogsmark för ständigt med sig löst organiskt material till ytvattnen, och därmed också små mängder kvicksilver och metylkvicksilver. Våtmarker och fuktiga utströmningsområden utmed vattendrag,
med undantag för de allra näringsrikaste kärren (framför allt alkärr), är de
viktigaste källorna för metylkvicksilvret. I vattensystemen anrikas särskilt
metylkvicksilvret mycket starkt i levande organismer och kan nå skadligt
höga halter bland annat i fisk.
Fältstudier har visat att:
• Bildningen av metylkvicksilver är starkt kopplad till varierande
grundvattenstånd i fuktiga och torvtäckta utströmningsområden.
• Uttransport av kvicksilver till vattensystemen är starkt kopplad
till uttransport av organiskt material.
Förhöjd uttransport av kvicksilver och metylkvicksilver har påvisats efter i)
kalavverkning och markberedning, ii) körskador från skogsmaskiner i anslutSe: www.skogsstyrelsen.se/Aga-och-bruka/Skogsbruk/Karttjanster/Laserskanning/
Skyllberg, U. 2003. Kvicksilver och metylkvicksilver i mark och vatten. SLU. FaktaSkog
nr 11–2003.
107
Bishop, K. & Åkerblom, S. 2006. Skogsbruk och kvicksilverproblematik i mark och vatten. En översikt av kunskapsläget. SLU, inst. för Miljöanalys. Rapport 2006:21.
105
106
53
ning till bäckar och diken, och iii) stormskador i skog.108,109,110 Kalavverkning
och markberedning kan båda tillfälligt öka bildning och utlakning av löst organiskt material, jämfört med bakgrundsutlakningen. Detta medför ofta ökad
utlakning även av kvicksilver (enligt ovan). Grundvattenhöjningen och den
intensivare nedbrytningen som alltid sker på ett hygge, gynnar dessutom nybildningen av metylkvicksilver i marken. Markskador i och nära vattendrag
orsakar erosion av suspenderade humuspartiklar. Detta fasta organiska material bär med sig adsorberat kvicksilver och metylkvicksilver ut i vattendragen, utöver de mängder som är knutna till det lösliga organiska materialet.
Tidiga studier av skogsbrukets betydelse för utlakningen av kvicksilver
pekade mot tydlig förhöjd uttransport, medan vissa senare studier inte visat
lika entydiga resultat. Därför är det för närvarande svårt att bedöma hur omfattande och allvarlig skogsbrukets påverkan egentligen är, på kvicksilverhalterna i våra skogssjöar.111,112
Skador på forn- och kulturlämningar
Enligt kulturminneslagen ska fasta fornlämningar113 bevaras i oskadat skick.
Övriga kulturlämningar ska enligt skogsvårdslagen skyddas och värnas. En
skogsbrukare är skyldig att ta reda på om fornlämningar berörs och ansvarar
för skydd och hänsynstagande.114
Oavsiktlig skadegörelse, framför allt i samband med kalavverkning och
markberedning, är ett mycket allvarligt skogligt markskadeproblem.
Riksantikvarieämbetet och Skogsstyrelsen har utfört inventeringar av skadefrekvensen på forn- och kulturlämningar i samband med avverkning och
markberedning.115 Dessa visar att ungefär hälften av forn- och kulturminnesobjekten skadades 2013. Markberedning orsakar mest allvarlig skadepåverkan, följt av körskador. Trots att markskadeproblematiken uppmärksammats
mycket, och insatser för att underlätta och förbättra skogsbrukets hänsyn vidtagits, har årliga inventeringar ännu inte kunnat påvisa påtagliga minskningar
av skadefrekvensen.
Porvari, P., Verta, M., Munthe, J. & Haapanen, M. 2003. Forestry practices increase mercury and methyl mercury output from boreal forest catchments. Environmental Sciences and
Technology 37, s. 2389–2393.
109
Munthe, J. & Hultberg, H. 2004. Mercury and methylmercury in run-off from a forested
catchment – concentrations, fluxes and their response to manipulations. Water Air and Soil
Pollution 4, s. 607–618..
110
Karlsson, P.E., Zetterberg, T., Hellsten, S. & Munthe, J. 2007. Kvicksilverutlakning från
växande, avverkad och stormskadad skog. IVL Rapport B1767.
111
Eklöf, K. & Bishop, K. 2010. Export av kvicksilver tuill akvatiska miljöer – skogsbrukets
påverkan. SLU. FaktaSkog nr 7–2010.
112
Eklöf, K., Kraus, A., Weyhenmeyer, G.A., Meili, M. & Bishop, K. 2010. Forestry influence by stump harvest and site preparartion on methylmercury, total mercury and other
stream water chemistry parameters across a boreal landscape. Ecosystems 15, s. 1308–1320.
113
Hällström, C., Karlsson, L., Gren, L., Myrdal-Runebjer, E., Kardell, Ö. & Lorén, D. 2001.
Fornlämningar och kulturmiljöer i skogsmark. Skogsstyrelsen. Rapport 8E–2001.
114
Skogsstyrelsen. 2014. Skogsstyrelsens föreskrifter och allmänna råd till skogsvårdslagen.
Skogsstyrelsens författningssamling. SKSFS 2011:7/2014:7.
115
Ulfhielm, C. 2014. Hänsynen till forn- och kulturlämningar. Resultat från
Hänsynsuppföljning Kulturmiljöer 2013. Skogsstyrelsen. Rapport 4–2014.
108
54
De kända fornlämningarna finns i Riksantikvarieämbetets Fornlämningsinformationssystem (FMIS). Detta är allmänt tillgängligt via e-tjänsten
”Fornsök”, och innehåller alla kända fornlämningar och många övriga
kulturlämningar. Kompletterande information om kulturlämningar finns i
Skogsstyrelsens databas ”Skog och historia”, vilken är allmänt tillgänglig via
e-tjänsten ”Skogens pärlor”. Ofta kan det också finnas detaljerad lokal kunskap om oregistrerade kulturminnen, men inte sammanställd och inte alltid
hos skogsbrukaren eller markägaren själv.
Orsakerna till dagens höga skadefrekvens beror sannolikt till stor del
på brister i informationsöverföringen till den som planerar en avverkning eller sitter i en skogsmaskin och utför åtgärderna. Förutsättningar
för att undanröja denna okunskap har blivit mycket bättre, i och med
Riksantikvarieämbetets och Skogsstyrelsens fritt tillgängliga e-databaser.
Fortfarande skulle dock denna information behöva kompletteras med rutiner
för att i planeringsskedet fånga upp lokal kunskap om skyddsvärda objekt.
55
Våtmarker och skogsdikning
Historiska dikningsåtgärder har medfört att ca 1,5 miljoner hektar
skoglig våtmark, 15 % av totalarealen skoglig våtmark, är dikningspåverkad.116 Den andel som blivit tillfredsställande dränerad för skogsproduktion (1 MHa; 10 %), utgör knappt 5 % av Sveriges totala skogsmarksareal. Detta är ofta marker med relativt hög produktionsförmåga,
förutsatt att dräneringen fortfarande är tillfredsställande. Skötseln av
dikade marker kräver kunskap om de speciella markförhållandena som
råder där. Detta gäller inte bara dikesunderhållet, utan även ståndortsanpassningen av övriga skogliga åtgärder.117,118,119,120,121
Dikningens primära syfte är att sänka vattenhalten så att jorden i rotzonen
kan innehålla tillräckligt mycket luftfyllda porer med syrgas. Som en följd
av detta kan trädbiomassan öka och i takt med ökningen mer och mer bidra
till markens avvattning genom avdunstning från trädskiktet. Den förbättrade
markluftningen ökar också den mikrobiella nedbrytningen, inklusive kvävemineraliseringen. Detta ger utrymme för ytterligare tillväxtökning.
Sammantaget innebär förändringarna att ståndortens bördighet för trädvegetation ökar starkt. Det är inte säkert att den totala produktionen av biomassa per ytenhet ökar, men oftast är så fallet eftersom det bättre dränerade
systemet ökar omsättningen av ackumulerat näringskapital i torven.
Det ”nya” ekosystemet med ett slutet trädskikt uppvisar alltså:
• Ändrad vattenbalans där större andel vatten återgår till atmosfären.
• Mer näringsämnen i kretsloppsflödet mellan biomassa och mark.
• En förskjutning av biomassaproduktionen från markvegetation
till träd.
Våtmarksterminologi
Våtmark122 är mark som i odikat tillstånd har så hög grundvattenyta att växtsamhället påverkas. Skogliga våtmarker är alla våta marker inom skogslandskapet där trädens tillväxt är hämmad på grund av för hög markfuktighet.
Flertalet trädarters utveckling begränsas av syrgasbrist och myrväxter förekommer eller dominerar. Dessa våtmarker benämns i dagligt tal oftast som
Hånell, B. 2009. Möjlighet till höjning av skogsproduktionen i Sverige genom dikesrensning, dikning och gödsling av torvmarker. I: Fahlvik, N., Johansson, U & Nilsson, U. (eds.).
Skogsskötsel för ökad tillväxt. Faktaunderlag till MINT-utredningen. SLU. Rapport. Bilaga
4:1–28.
117
Heikurainen, L, 1973. Skogsdikning. P.A. Nohrstedt & Söners Förlag, Stockholm.
118
Forskningsstiftelsen Skogsarbeten. 1980. Skogsproduktion på våtmark.
Forskningsstiftelsen Skogsarbeten. Redogörelse nr 3–1980.
119
Simonssons, P. 1987. Skogs- och myrdikningens miljökonsekvenser. Naturvårdsverket.
Rapport 3270.
120
Paavilainen, E. & Päiväven, J. 1995. Peatland Forestry – ecology and principles.
Springer Verlag. 248 s.
121
Hånell, B. 1987. Torvmark. I: Lundmark J.-E. Skogsmarkens ekologi. Ståndortsanpassat
skogsbruk. Del 2 – tillämpning. Skogsstyrelsen.
122
Holmen, H. 1980. Produktionsförutsättningar, klassificering och arealtillgång. I:
Skogsproduktion på torvmark. Forskningsstiftelsen Skogsarbeten. Redogörelse nr 3–1980.
116
56
myr, kärr eller mosse. Myr, liksom våtmark, är en övergripande beteckning
vilken innefattar huvudtyperna kärr och mosse. Kärr och mosse kan definieras såväl hydrologiskt som botaniskt. Här återges den terminologi som grundar sig på bildningarnas hydrologiska och hydrokemiska förhållanden och
som förklarar varför olika näringsförhållanden, vegetationssamhällen och
torvslag uppkommit.
Olika bildningstyper
En våtmark kan tillföras vatten via nederbörden, via tillrinnande grundvatten, eller både och. Grundvatten som tillförs via omgivande fastmarker
innehåller lösta vittrings- och nedbrytningsprodukter från mineraljordarna,
däribland växtnäringsämnen. Omfattningen av denna näringstillförsel varierar beroende på den lokala geologin och hydrologin. Nederbördsvatten
som faller direkt på våtmarksytan tillför däremot mycket lite näringsämnen
(historiskt sett). Detta gör att förutsättningarna för långsiktig näringstillförsel
kan variera mellan olika våtmarker. Man särskiljer mellan tre hydrologiska
bildningstyper (figur MV13):
• Topogena myrar (= kärr) ligger i lokala sänkor i terrängen, dit
vatten rinner och ansamlas från omgivningen. De har alltså utvecklats under tillförsel av så kallat minerogent grundvatten, och
näringsförhållandena kan variera från näringsfattiga till näringsrika. De har ofta uppstått genom successiv igenväxning av öppna
vattensamlingar. Denna bildningstyp har en plan markyta.
• Soligena myrar (= kärr) utvecklas också under påverkan av minerogent grundvatten, men bildas i lutande terräng, utan uppbromsande avrinningströsklar. Därför har bildningstypen ofta ett mer
kontinuerligt genomflöde av vatten. Kan vara näringsfattiga eller
näringsrika. Våtmarkens yta blir lutande.
Topogena och soligena våtmarker bildas alltså i utströmningsområden
för grundvatten och är olika varianter av kärr.
• Ombrogena myrar är mossar. Till skillnad mot ovanstående myrtyper
får en mosse och mossevegetationen vatten och näring enbart från
nederbörden. Detta beror oftast på att myrytan är mer eller mindre
upphöjd i förhållande till sin närmaste omgivning. Den mest välkända typen av ombrogena bildningar i Sverige är den så kallade
högmossen, vilken har en välvd yta som höjer sig över omgivande
lagg. Dessa förhållanden har ofta uppstått när en topogen eller soligen bildning genom torvackumulation tillväxt så mycket i höjd att
påverkan av det minerogena vattnet på torvytans vegetation i praktiken upphört (figur MV12).
Mossepartier kan även uppstå i centrala delar av större myrkomplex, där påverkan av minerogent vatten i praktiken är obefintlig trots att mosseytan inte
är nämnvärt upphöjd.
De ombrogena skikten i en myr är, hydrologiskt sett, inströmningsområden, d.v.s. vattnets rörelse är nedåtriktad. Mossar är extremt näringsfattiga.
57
I praktiken har många kärr soligena partier längs fastmarksgränserna, och
topogena partier i mer centrala delarna. Det är också vanligt att stora myrkomplex är så kallade blandmyrar vilka har såväl mosse- som kärrelement.
Vattenrörelse
Nederbörd
TOPOGEN MYR
KÄRR
Kärrtorv
Vattenrörelse
Nederbörd
SOLIGEN MYR
KÄRR
Kärrtorv
Nederbörd
Vattenrörelse
Lagg
OMBROGEN MYR
MOSSE
Mossetorv
Lagg
Kärrtorv
Figur MV12 Schematisk bild av olika torvbildningstyper. Modifierad efter
Holmen, 1980.123 Illustration Bo Persson
Trädtillväxt och torvdjup viktiga skogliga indelningsgrunder
Skogliga våtmarker indelas med avseende på skogsproduktionsförmåga i de
två klasserna myrimpediment och produktiv skogsmark (figur MV13).
I den förstnämnda klassen ingår alla öppna och glest beskogade kärr och
mossar, medan den senare dels innefattar naturliga sumpskogar, dels de våtmarker som genom dikning beskogats och därmed överförts till skogsproduktiv mark.
Det finns en parallell indelning av samma skogliga våtmarker vilken grundar sig på mäktigheten av markens organiska ytskiktet.
Våt fastmark är definierad som våt mark med mindre än 3 dm organiskt
123
58
material (mår eller torv) ovanpå en mineraljord, medan torvmark har minst 3
dm mäktigt torvlager. En våt fastmark är ofta samtidigt en produktiv skogsmark, men inte alltid. På liknande sätt sammanfaller ofta, men inte alltid,
begreppen torvmark och myrimpediment.
(Produktiv) Skogsmark
≥ 1 m3sk per ha och år
Våt fastmark
< 30 cm torv
Torvmark
≥ 30 cm torv
Myr (-impediment)
< 1 m3sk per ha och år
Våt fastmark
< 30 cm torv
Torvmark
≥ 30 cm torv
Figur MV13 Indelning av skogliga våtmarker. Klassifikationsgrunder är
dels den skogliga produktionsförmågan och dels torvdjupet.
Det är viktigt att skilja mellan grunda och djupa torvmarker, eftersom dikningseffekterna skiljer sig i flera viktiga avseenden. Dels påverkas avrinningsvattets kvalitet om dräneringsdikena når ned i underliggande mineraljord. Dels påverkas trädbeståndets långsiktiga näringsförsörjning genom att
torvdjupet avgör om rötterna når ned till och kan ta upp näring från mineraljorden.
Det finns ingen allmänt vedertagen gräns mellan grund och djup torvmark.
Men ca 30–50 cm brukar ofta anges som ”kritiska” torvdjup, i den meningen
att mineraljordens direkta inflytande på markytans fastmarksvegetation blir
obetydligt vid större torvdjup. Denna ungefärliga gräns sammanfaller någorlunda väl med gränsen mellan våt fastmark och torvmark, d.v.s. 30 cm
torvdjup.
Torvens humifieringsgrad (nedbrytningsgrad), enligt von Post’s 10-gradiga
skala, är en mycket viktig allmän karaktärisering. Humifieringsgraden är
motsvarigheten till bestämning av textur i mineraljordar. Vidare är klassifikation av ytvegetationens vegetationstyp grunden för skoglig ståndortsbonitering och för den så kallade dikningsboniteten.124
Dikningstermer
Dikningsåtgärder kan klassas som antingen markavvattning, skyddsdikning,
eller dikesrensning.125 Markavvattning (nydikning) är generellt förbjuden
inom stora delar av Götaland och Svealand,126 men dispens kan ges av länsstyrelser. I övriga Sverige är den tillståndspliktig. Skyddsdikning är inte tillståndspliktig, men ska i förväg anmälas till Skogsstyrelsen. Dikesrensning är
i vissa fall också anmälningspliktig. Skogsstyrelsen rekommenderar att anmälan alltid görs så att eventuella brott mot hänsynsparagrafer i miljöbalken
Hånell, B. 2008. Handledning i bonitering. Del 4. Torvmark: praktiska anvisningar.
Skogsstyrelsen. 16 s.
125
Skogsstyrelsen. 2009. Dikesrensningens regelverk. Skogsstyrelsen. Meddelande 1–2009.
126
Svensk författningssamling, 1998. Förordning (1998:1388) om vattenverksamhet m.m.
124
59
och skogsvårdslagen kan undvikas.127
Vid markavvattning (nydikning) är syftet att långvarigt sänka vattenhalten
eller grundvattenytan, medan skyddsdikning enbart syftar till att föra bort det
vattenöverskott som tillkommer under kalhyggesfasen och som kan försvåra
föryngringens etablering. Skyddsdiken ska inte underhållas. Dikesrensning
syftar till att återställa ett befintligt dikessystems ursprungliga dränerande
kapacitet.
Olika typer av diken bidrar till avvattningen på olika sätt. Några viktiga
grundtyper är avskärningsdiken, tegdiken (dräneringsdiken) och avloppsdiken (uppsamlingsdiken).128
• Avskärningsdikena syftar inte i första hand till att sänka grundvattenytan, utan till att avskära och leda bort ytliga påflöden av
grundvatten, riktade mot nedanförliggande markområden.
• Tegdiken läggs däremot i det försumpade och oftast flacka området där grundvattenytan behöver sänkas.
• Avloppsdiken ligger i terrängens lägsta delar och ska ha kapacitet
att ta emot och leda bort avrinnande vatten.
Effekter på näringsomsättning
Förutsättningarna för växtproduktion skiljer sig på ett principiellt sätt mellan
mineraljordar och torvjordar. Rena torvjordar saknar mineralpartiklar och
därmed också de stora förråd av mineralbundna växtnäringsämnen som kan
frigöras genom långsam kemisk och biokemisk vittring. Däremot finns det
ett stort totalförråd av kväve i torvjord, eftersom hela jorden består av humifierat organiskt material, vilket generellt innehåller någon till några viktsprocent kväve.
Den näringsfattigaste mossetorven innehåller vanligen mindre än en procent kväve, medan de starrdominerade kärrens torv kan innehålla 2–3 procent.129 Mineraliseringen av kväve från ett torvmaterial är dock inte kopplat
till totalmängderna, utan till torvens halt av kväve, samt till kolstrukturernas
nedbrytbarhet. Skillnaderna i kvävehalt mellan en, relativt sett, ”kvävefattig”
och en ”kväverik” torv, har därför stor betydelse för torvjordens utbud av
växttillgängligt kväve.
Dikesdräneringen syresätter det organiska jordlagret ner till större djup än
tidigare vilket ökar nedbrytning och kvävemineralisering. I torvmaterial med
låga kvävehalter ökar dock kvävetillgången för vegetationen ytterst lite och
långsamt och blir liksom på mineraljordarna fortsatt starkt tillväxtbegränsande.
Vegetationens tillgång på fosfor och kalium förbättras inte efter dikning av
djup torvjord. När trädtillväxten ökar på grund av större kvävetillgång och
Skogsstyrelsen. 2013. Skogsstyrelsens föreskrifter och allmänna råd om anmälningsskyldighet för samråd enligt 12 kap. 6 § miljöbalken avseende skogsbruksåtgärder.
Skogsstyrelsens författningssamling. SKSFS 2013:3.
128
Gustafsson, J. 1980. Dikningsteknik. I: Skogsproduktion på torvmark.
129
Gustafsson, J. 1980. Dikningsteknik. I: Skogsproduktion på torvmark.
127
60
biomassa successivt ackumuleras blir därför fosfor eller kalium ofta mer tillväxtbegränsande än kväve. I det avseendet är det liten skillnad mellan högproduktiva och lågproduktiva djupa torvjordar (tabell MV5).
Tabell MV5 Torvens kemiska egenskaper i skiktet 0–20 cm och skogens löpande tillväxt i 45- till 75-åriga bestånd på dikad djup torvmark, samtliga belägna
inom samma större torvmarksområde (Jägarmossen, Uppland). Indelningen i
de bördighetsrelaterade torvmarkstyperna I till V baseras på vegetationens sammansättning, där I motsvarar ”Fattigristyp” och IV–V motsvarar ”Lågörttyper”.
I–II är talldominerade och III–V grandominerade. Tabellen ger medelvärden för
1–3 bestånd per torvmarkstyp. ts = torrsubstans. Data från Holmen, 1964.130
Torvmarkstyp (Fattigristyp (I) ------ Örttyp (IV–V))
I
II
III
IV
V
Torvens pH
3,2
3,4
3,7
4,3
4,5
Totalhalt:
N, % av ts
P, % av ts
K, % av ts
Ca, % av ts a)
0,98
0,05
0,04
0,28
1,54
0,06
0,04
0,44
1,73
0,06
0,04
0,94
2,32
0,06
0,03
2,04
3,14
0,10
0,04
2,70
Lättillgängligt b):
P, kg/ha
K, kg/ha
11
36
16
42
16
46
12
33
10
45
Löpande tillväxt,
m3sk/ha, år
Volym, m3sk/ha
3,5
66
7,7
156
9,7
259
10,1
289
11,7
284
a) Jägarmossens bördiga kärrtorv (IV–V) har Ca-halter som är högre än genomsnittet för
liknande torvtyper. Området är sannolikt något påverkat av kalkhaltiga glaciala avlagringar
med ursprung i Bottenhavets kambrosiluriska berggrund.
b) Lättlösligt (lättillgängligt) förråd av P och K skattat genom AL-extraktion (ammoniumlaktat och ättiksyra).
Det faktum att torvens P- och K-halter är ungefär lika låga på både låg- och
högproduktiva torvjordar i tabell MV5, ska alltså inte tolkas som att tillgången på dessa näringsämnen är betydelselös för produktionen. Tolkningen är
istället att allt mobiliserbart fosfor och kalium på de högproduktiva ståndorterna har överförts från torven till den stora trädbiomassans aktiva vävnader.
Dessa förhållanden är typiska för beskogade djupa torvmarker, och ger en
bild av att ekosystemets tillgängliga resurser av fosfor och kalium används
mycket effektivt. Akuta bristsymptom kan ibland uppträda. Trädbestånd på
grunda torvmarker uppvisar sällan tecken på fosfor- eller kaliumbrist.
Effekter på hydrologi, marktemperatur och torvdensitet
I låghumifierad torv är en sänkning av grundvattenytan med några decimeter
normalt tillräckligt för att dränera och syresätta rotmiljön.
Holmen, H. 1964. Forest Ecological Studies on Drained Peat Land in the Province of
Uppland, Sweden. Parts I–III. Studia Forestalia Suecica, no. 16.
130
61
Höghumifierad torv är däremot svår att dränera med diken eftersom den är
”finkornig” och vattenhållande, och har låg vattenledningsförmåga. Dikena
har då liten dräneringseffekt. Deras främsta funktion blir istället att förhindra
vattentillförsel från sidorna och att snabbt avleda ytligt överskottsvatten vid
snösmältning och kraftiga regn. I denna situation utgör vegetationens transpiration det viktigaste ”dräneringsverktyget”.
Avrinningen minskar på sikt
Den totala årsavrinningen ökar under året eller åren närmast efter dikning,
men minskar därefter till en nivå lägre än före dikning (figur MV14). Det
uppväxande trädbeståndet transpirerar stora mängder vatten genom klyvöppningarna. Dessutom medför trädens så kallade interception131 att mycket av
nederbörden avdunstar till luften utan att överhuvudtaget ha kommit ner till
marken.132,133
Sammantaget blir dessa avdunstningsförluster större än totala avdunstningen
från markvegetation och fuktig markyta i det odikade tillståndet. Ovanstående
generalisering gäller dock inte om det dikade myrområdet förblir kalmark.
Odikad kal
torvmark
Nydikad
Skogbevuxen
Andel av nederbörden, %
Avrinning
50
62
37
Evaporation
Interception
Transpiration
43
2
5
29
3
6
10
25
28
Avdunstning, s:a
50
38
63
Figur MV14 Exempel på förändringar i vattenbalansen efter dikning och
beskogning. Medeltal av värden från Braekke, 1970134 och Heikurainen,
1972.135 Illustration Bo Persson.
Oftast – men inte alltid – lägre högvattenflöden
Avrinningens fördelning över året kan grovt beskrivas med storleken av högvatten- respektive lågvattenflöden. Flera undersökningar har visat att högvattenflödena ofta blir något lägre och lågvattenflödena något högre efter dikInterception betecknar den del av nederbörden som fångas upp i trädkronorna och avdunstar därifrån utan att komma ner till marken.
132
Grip, H. & Rohde, A. 1988. Vattnets väg från regn till bäck. Hallgren & Fallgren
Studieförlag.
133
134
Braekke, F. 1970. Mygroftning for skogsproduksjon. Tidskr. for Skogsbruk 78, 227–238.
135
Heikurainen, L. 1972. Hydrological changes caused by forest drainage. International.
Association. of Hydrological Science (IASH-AISH), Publ. 105, s. 493–499.
131
62
ning. Det sistnämnda kan möjligen verka förvånande men hänger samman
med att avloppsdikena sänker ”avrinningströsklar”. Detta gör att avrinningen
både kan starta tidigare och vara mer uthållig över tiden.
Det finns dock också några studier som visar att i vissa situationer kan
högvattenflödena tvärtom bli större efter dikning. Detta kan inträffa då vattentillförseln är så stor att den snabbt överstiger den dikade torvmarkens
magasineringskapacitet. Efter ovanligt snabb avsmältning av ett mäktigt snötäcke, eller efter mycket häftiga och ihållande regn, kan den dikade markens
effektiva avledningssystem göra så att högvattenflödet tillfälligt blir högre än
från odikad mark.136
Risken för översvämningar i vattensystemen beror inte bara på avrinningsmönstret för den enskilda torvmarken utan också på hur dikade och odikade
torvmarker är fördelade inom ett avrinningsområde. Om enbart torvmarker
belägna i de övre (yttre) delarna av ett avrinningsområde dikas ökar risken
för mycket höga vårflöden i vattensystemets nedre delar. Detta beror på att
dikning generellt gör så att avrinning i samband med snösmältning startar
tidigare på våren, och därför kommer maximiflödena för avrinningsområdets
övre och nedre delar att sammanfalla i tiden. Om däremot de dikade områdena huvudsakligen är belägna i avrinningsområdets nedre delar, eller är jämnt
fördelade, kommer översvämningsrisken att bli mindre jämfört med ett helt
odikat avrinningsområde.135
Torven blir varmare i ytan men kallare på djupet
Dikningens effekter på markens temperaturförhållanden är komplicerade.137
Huvuddragen är dock att yttorven under vegetationsperioden blir varmare,
medan djupare skikt blir kallare. På grund av lägre vattenhalt i det dränerade
ytskiktet får en dikad torv både lägre värmelagringskapacitet och värmeledningsförmåga. Kortvågsinstrålningen dagtid under vår/sommar höjer yttorvens temperatur både snabbare och mera efter dikning, men omvänt sänker
långvågsutstrålningen temperaturen både snabbare och mer nattetid och
under höstens/förvinterns avkylning. Yttorvens temperaturvariationer under dygnet och över året blir alltså större. Lägre nattemperaturer medför att
frostrisken i marknära luftskikt ökar efter dikning. Det gamla talesättet inom
jordbruket att ”dika bort frosten” är således inte alls giltigt i detta fall.
Det dränerade ytskiktet får starkare isolerande egenskaper efter dräneringen. Detta leder till mindre uppvärmning av torvens djupare skikt under sommarhalvåret. Vad gäller tjäldjupet kan detta öka såväl som minska beroende
på faktorer såsom torvens humifieringsgrad, torvdjup och dräneringsdjup.
När den dikade marken blivit beskogad förändras in- och utstrålningen radikalt på grund av beståndet precis som på fastmark. Temperaturvariationer i
markens ytskikt och i marklära luftlager minskar.
Markytan sjunker
Yttorven får efter dikning så småningom större skrymdensitet138 och markyPaavilainen, E. & Päiväven, J. 1995. Peatland Forestry – ecology and principles.
137
138
Skrymdensitet = volymvikt = massa av torrt material / jordvolym; enhet: kg/dm3.
136
63
tan sjunker. Upphöjda rotben och stubbar är tydliga tecken på att detta skett
efter trädens etablering. Dessa förändringar är dock endast till liten del orsakade av ökad nedbrytning av torven.
Den viktigaste orsaken är istället att den från början luckra torven sjunker
ihop när vattnet dräneras från porerna. Trycket från det uppväxande trädbeståndet bidrar till att pressa samman det dränerade ytskiktet.
En viktig konsekvens av markytans sänkning är att dikesdjupet minskar i
samma mån eller mer. Dikesbotten sjunker nämligen inte utan snarare höjs
något på grund av ansamling av eroderat material.
Dikesrensning är således en nödvändig underhållsåtgärd. Eftersom beståndets transpiration successivt övertar dikenas roll är dikessystemets försämrade
dräneringseffekt dock inte alltid så uppenbar förrän trädbeståndet slutavverkas.
Effekter på vattenkvalitet
Dikningens effekter på vattenkvaliteten139,140,141 är inte entydigt positiva eller
negativa. Men i den mån påverkan sker, så kan det ha stor betydelse eftersom
dikesvattnet ofta ansluter till små källflöden i de naturliga vattensystemen.
Dikesvatten kan därför utgöra en stor andel av vattnet i många småbäckar.
Markstörningen kan ge grumligt vatten
Avrinningsvattnet från opåverkade våtmarker innehåller naturligt högre halter av löst organiskt material än fastmarksvatten. Dikning kan förstärka detta.
Sådana effekter uppstår framför allt i samband med dikesgrävningen och avvattningsfasen samt under närmast följande högvattenperioder. Mängderna
av både uppslammat fast material och vattenlösligt organiskt material kan då
öka flerfaldigt. Detta försämrar ljusförhållandena i vattnet och om bäckbotten täcks av ett lager sedimenterade partiklar kan en stor del av den befintliga
bottenfaunan slås ut, med följdeffekter för andra arter. I sjöar har det organiska materialet en syrgastärande effekt.
Efter det att störningen i samband med dikesgrävning upphört sker en viss
stabilisering av dikessidor, men känsligheten för erosion vid högvatten är
stor ända tills materialet blir bättre fixerat av rötter och skyddat av ett vegetationstäcke. Uppslammade mineralpartiklar har mer allvarliga negativa effekter på vattendragen än organiska partiklar. Dikning i finmo- och mjälasediment bör helt undvikas eftersom dessa jordar är extremt erosionsbenägna.
Dikesgrävning bör helst utföras vid lågt grundvattenstånd i marken. Om
terrängens fallförhållanden tillåter kan problemet med suspenderat material i avrinnande vatten mildras genom olika dikestekniska konstruktioner.
Sedimentationsbassänger kan anläggas. Ibland kan man låta avloppsdiket sluta
”blint”, innan det når ett naturligt vattendrag, och låta vattnet svämma ut och
silas genom vegetationen (s.k. översilning). En liknande teknik är att även
längre upp från avloppsdikets utlopp göra ett avbrott på diket när det når en
sänka i terrängen och nedanför fånga upp vattnet med ett så kallat gaffeldike.
Rapport 3270.
140
141
139
64
Grävningsarbetet kan läggas upp så att den avslutande dikessträckan ner mot
utloppet i befintligt vattensystem grävs ut allra sist. Detta förkortar tids
perioden med mycket stark störning i nedanförliggande vatten. Uttransport
av suspenderat material under grävningsarbetet kan i någon mån också minskas genom tillfällig tät risläggning nedströms aktuell grävningssträcka.
Dikesrensning
Dikesrensningen är en nödvändig åtgärd för att upprätthålla produktionsförmågan på dikad mark.142,143,144 Enligt Riksskogstaxeringen bedömdes kring
senaste sekelskiftet ca 200 000 hektar utav drygt en miljon hektar dikade
skogsproduktiva skogsmarker ha ej fungerande diken145.
Den nya störningen medför risk för att erosion och uttransport av uppslammat material återigen kan påverka vattendrag negativt. Därför bör dikesslänter med sin täckande vegetation, så långt möjligt, hållas intakta.
Vattnet får ofta högre pH
Avrinningsvattnet från naturtorvmarker har normalt lägre pH-värden än vatten från omgivande fastmarker. Dikningen kan orsaka såväl höjningar som
sänkningar, dels beroende på myrtyp och torvdjup, och dels beroende på det
beaktade tidsperspektivet. pH-värdena i det mottagande vattensystemet sjunker vanligen något under diknings- och avvattningsfasen. Därefter blir dock
effekten oftast den omvända, d.v.s. dikesvattnet får ett högre pH.146,147,148
Den spridda föreställningen att dikning generellt försurar vattensystemen
stöds alltså inte av gjorda studier. Det faktum att de flesta dikningar i Sverige
har gjorts på våtmarker med tämligen grunda torvlager är en viktig förklaring till den positiva pH-effekten. Grundvatten med ursprung från mineraljord har högre pH, större alkalinitet och lägre halter löst organiskt material,
än grundvatten med ursprung från organisk jord.
Diken som skär igenom torvskiktet och ner i mineraljord kommer därför
att ge bättre vattenkvalitet. Utflödet i diket av sådant minerogent vatten sker
på grund av grundvattnets övertryck.
Om den underliggande mineraljorden är grovkorning och därför har hög vattenledningsförmåga förstärks utströmningen än mer. De genomskärande dikena ”punkterar” alltså torvlagret och avlänkar det uppströmmande grundvattnet
innan dess vattenkvalitet hunnit försämras genom kontakt med torven.
Ahti, E. & Päivänen, J. 1997. Responses of stand growth and water table level to
maintenance of ditch networks within forest drainage areas. In: Trettin, C., Jurgensen,
M., Grigal,M., Gale, M. & Jeglum, J. (eds.). Northern Forested Wetlands. Ecology and
Management. Lewis Publishers.
143
Hökkä, H., Alenius, V. & Salminen, H. 2000. Predicting the need for ditch network maintenance in drained peatland sites in Finland. Suo 51, s. 1–10. Helsingfors.
144
Lauhanen, R. & Ahti, E. 2001. Effects of maintaining ditch networks on the development
of Scots pine stands. Suo 52, s. 29–38. Helsingfors.
145
Hånell, B. 2004. Arealer för skogsgödsling med träaska och torvaska på organogena jordar i Sverige. Värmeforsk. Miljöriktig användning av askor 872.
146
Ramberg, L. 1981. Increase in stream pH after forest drainage. Ambio 10, no 1.
147
Bergquist, B., Lundin, L. & Andersson, A. 1984. Hydrologiska och limnologiska konsekvenser av skogs- och myrdikning. Siksjöbäcksområdet 1979–1983. Uppsala universitet.
Limnologiska institutionen. Rapport LIU 1984 B:4.
148
142
65
Äldre dikade områden, där bestånd etablerats och dikeskanter stabiliserats
och täckts av vegetation, ger i flera avseenden allt bättre vattenkvalitet.
Exempelvis fann Heikurainen m.fl.149 vid studier av ett stort antal 20–40 år
gamla odikade och dikade torvmarker i Finland att pH i medeltal var högre,
halten organiskt material lägre och totalkvävehalten oförändrad i avrinningsvatten från dikad jämfört med från odikad mark.
Risken för nitratutlakning
Det kan bli intensiv nitratbildning efter dränering av mycket kväverika torvslag, såsom rikkärr av olika slag. Precis som på näringsrika fastmarker, är ett
vitalt trädbestånd med stort kvävebehov en avgörande faktor för att minska
risken för nitratutlakning. Liksom på fastmark, återigen, är kalhyggesperioden den kritiska fasen. Torvmarkernas läge, i nära anslutning till vattendrag,
tillkommer som faktor i riskbedömningen.
Huvuddelen av de för skogsbruk dikade torvmarkerna hör inte till denna
riskgrupp. Det är dock inte särskilt väl undersökt hur stor nitratutlakningen
blir från de ansenliga arealer av äldre dikade medelgoda kärr, vilka nu är
mogna för beståndavveckling och därefter dikesrensning och återbeskogning. Denna osäkerhet gäller särskilt södra Sverige, där högre marktemperaturer gynnar såväl kvävemineralisering som nitrifikationsprocessen, och där
dessutom kvävenedfallet varit stort. Ytterligare markstörningar, såsom exempelvis de stormfällningar som skedde under stormen Gudrun i januari 2005,
ökar risken för obalans mellan nitratbildning och vegetationens nitratupptag.
Utfällning och grumling av järnockra
Ett allmänt och naturligt fenomen där grundvatten strömmar upp mot
markytan och får kontakt med luftens syrgas är så kallad järnockra-bildning.
Grundvattnet från mineraljordar innehåller ofta höga halter reducerade järnjoner vilka av bakterier oxideras till olösliga järnoxider. Processen är försurande.
De rostbruna utfällningarna förekommer i såväl åkermarkernas diken som
i diken från dråg och kärr i skogen. Kulturlandskapets många diken har synliggjort processen och fenomenet. I fall med extrem järnockrabildning kan
vattengrumling ske150 vilket innebär en störning för vattenorganismerna.
Oxidation av sulfidrika sediment – ett specialfall
Skogsdikningens övervägande positiva effekt på pH, som beskrivits ovan,
gäller inte alls för ett viktigt specialfall, nämligen vid utdikning av järnsulfidrika avlagringar.
Finkorniga sulfidhaltiga sediment kan framför allt finnas i de delar av
Sverige som varit täckta av ett saltvattenhav under någon period efter istiden.
De förekommer utmed alla nuvarande kuster, särskilt längs norra Norrlands
flacka kustland.
Heikurainen, L., Kenttämies, K. & Laine, J. 1978. The environmental effects of forest
drainage. Suo 29, s. 49–58. Helsingfors.
150
Svensson, M. 2006. Vattenkvalitén i Fredstorpsbäcken – dikad bäck på fastigheten
Rämningstorp i Skara kommun. SLU, inst. för skogens ekologi och skötsel. Examensarbete
2007:4.
149
66
Dessutom i den mellansvenska sänkan, med störst utbredning runt Mälaren
och i övriga Uppland och Södermanland.151
Svavelinnehållet kan i extremfall uppgå till mer än en procent av mineraljordens torrvikt. Dessa finkorniga och näringsrika sediment har vanligtvis
utvecklats till topogena kärrbildningar och huvuddelen har uppodlats till
jordbruksmark. I samband med nedläggning av jordbruksmark kan de ha beskogats genom spontan igenväxning eller trädplantering. Andra kärr av denna typ kan ha undgått uppodling för att i ett senare skede istället skogsdikas.
Kärrtorven som bildats ovanpå det sulfidsvavelrika sedimentet är ofta också
mycket svavelrik, särskilt i bottentorven.
Vid dränering och tillströmning av syrgas omvandlas sulfidsvavlet till försurande svavelsyra.152 Jord och avrinnande vatten kan få pH-värden lägre än
3. Järnet i den upplösta järnsulfiden omvandlas till järnockra. Halterna av
löst aluminium kan också bli mycket höga under denna försurningsprocess.
Det finns ett antal dokumenterade och uppmärksammade fall i
Skandinavien där dräneringsföretag på sådana jordar fått mycket allvarliga
miljöeffekter, bland annat på fisk.153,154,155 Dräneringsvattnet skadeverkningarna hänger samman med den extrema surheten, skadligt höga halter av löst
aluminium, samt utfällningar av aluminium på bland annat fiskars gälar. Det
är naturligtvis mycket viktigt att vid nutida dikesrensningar vara medveten
om var sådana marktyper kan finnas.
Dikning och klimatpåverkan
Enligt IPCC156 (Intergovernmental Panel on Climate Changes) pågår en
global uppvärmning på grund av förändringar i jordens strålningsbalans.
Strålningsbalansen påverkas av atmosfärens innehåll av så kallade växthusgaser. Koncentrationerna av dessa gaser i atmosfären har ökat.
Det är vidare, enligt IPCC, mycket sannolikt att huvuddelen av den observerade uppvärmningseffekten har orsakats genom förbränning av fossila
bränslen, men delvis även genom förändringar i människans markanvändning. Det är nämligen så att flertalet av växthusgaserna både produceras och konsumeras genom motriktade naturliga processer i biosfären157.
Förändringar i markanvändning kan påverka dessa naturliga processer och
orsaka förskjutningar i ”jämvikterna” mellan biosfär och atmosfär.
Statens energiverk, 1985. Förbränning av torvbränslen: hur kan miljökraven tillgodoses?
Statens energiverk. 1985:2.
152
FeS (järnsulfid) + 4,5 O2 + 5 H2O à 2 Fe(OH)3 (järnhydroxid) + 2 H2SO4 (svavelsyra)
153
Dahl, K. 1923. Massedød blandt ørret ved forgiftning mad avløbsvand fra myrer. Norsk
Jaeger og Fisker. Hefte 2, s. 1–5.
154
Christensen, W. 1941. Moseafvanding og svovelsyreforgiftning i vandløb.
Ferskvandsfiskeribladet 39, s. 67–78.
155
Magnusson, T. 1982. Skogs- och myrdikningens inverkan på försurningen av ytvatten –
en litteraturstudie. Naturvårdsverket. Rapport 1626.
156
IPCC. 2014. Climate change 2014: Synthesis Report. Fifth Assessment Report (AR5) of
the Intergovernmental Panel on Climate Change (eds. Pachauri, R.K. & Meyer, L. IPCC,
Geneva, Switzerland.
157
Med biosfären menas den mycket tunna kontaktzonen mellan jordskorpan och atmosfären, d.v.s. där de levande organismerna som är beroende av mineralämnen, vatten och syrgas, kan existera. Det vi kallar marken eller jorden (ner till någon eller några meters djup),
är en mycket viktig del av biosfären, särskilt när det gäller de mikrobiella processer som kan
bilda eller bryta ner växthusgaser.
151
67
Skogsbruk är en typ av markanvändning. En stor del av den ökade emission
av växthusgaser som IPCC tillskriver markanvändningen ”skogsbruk”, kan
härledas till skogsavverkning som leder till permanent avskogning.
Beroende på hur skogsbruk bedrivs, kan dock även ett uthålligt skogsbruk
påverka flödet av växthusgaser mellan atmosfär och biosfär. Bland de skogsbruksåtgärder som tillämpats i Sverige finns det anledning att skärskåda hur
torvmarksdikningen påverkar växthuseffekten. Torvbildande våtmarker har
stor utbredning på nordliga latituder och det är väl känt att dessa ekosystem är
betydelsefulla för bland annat den globala kolbalansen.
Våtmarkers påverkan på växthuseffekten, samt de förändringar som uppstår efter dikning158,159,160, berör växthusgaserna koldioxid (CO2), metan (CH4)
och lustgas (N2O):
• CO2 är helt dominerande i gasutbytet mellan mark och atmosfär.
Organiskt material byggs upp av kol från atmosfärens CO2 och
nedbrytningens slutprodukt är CO2 som avges tillbaka till atmosfären. Torvbildande våtmarker har en liten obalans i dessa två motriktade flöden vilket har gjort att torv har ackumulerats över tiden.
• CH4 bildas vid nedbrytning av organiskt material vid fullständig
syrgasbrist vilket oftast råder under grundvattenytan i en torvmark. Produktion och emission av CH4, jämfört med CO2, är
mycket lägre men dess växthuseffekt per gasmolekyl är i gengäld
ca 25 ggr större än för CO2.
• N2O bildas i torvmarker främst i samband med denitrifikationsprocessen (se ”Denitrifikation”). Denitrifikationsbakteriernas
bildning av N2O förutsätter att kväve först mineraliserats från
kvävehaltigt organiskt material och därefter omvandlats till nitrat
av nitrifikationsbakterier. Produktion och emission av N2O från
kvävefattiga organiska material (hög C/N-kvot) är normalt extremt låg, men kan vara avsevärt högre från kväverika material
(låg C/N-kvot). N2O-molekylens växthuseffekt är stor, ca 300 ggr
större än för CO2.
Frågan om hur odikade och dikade våtmarker skiljer sig vad gäller den sammantagna klimatpåverkan är komplex, eftersom grundvattensänkningen kan
förstärka vissa processer men försvagar andra. För att göra bedömningen
krävs att man vet nettoavgivningen eller nettoupptaget av alla gaser som passerar markytan, samt också det upptag av CO2 som vid fotosyntesen binds in
i ett eventuellt trädbestånd. Dessa mätningar är svåra att göra och den naturliga variationen är stor.
Kasimir Klemedtsson, Å., Nilsson, M., Sundh, I. & Svensson, B. 2000. Växthusgasflöden
från myrar och organogena jordar. Naturvårdsverket. Rapport 5132.
159
von Arnold, K., Weslien, P., Nilsson, M., Svensson, B.H. & Klemedtsson, L. 2005. Fluxes of CO2,
CH4 and N2O from drained coniferous forests on organic soils. For. Ecol. Manage. 210, 239–254.
160
Ernfors, M., von Arnold, K., Stendahl, J., Nordin, A., Giesler, R., Högberg, M. &
Högberg, P. 2007. Nitrous oxide emissions from drained organic forest soils – an up-scaling
based on C:N ratios. Biogeochemistry 84, s. 219–231.
158
68
Senare års fältforskning har dock visat att de dikade och beskogade torvmarkerna, jämfört med odikade och ej beskogade, typiskt uppvisar:
• något högre emissioner av koldioxid
• mycket lägre emissioner av metan
• högre emissioner av lustgas från torvmarkstyper med kväverik
torv (C/N-kvot < 25).
Överslagsberäkningar av den sammantagna klimatpåverkan från totala arealen av dikade och skogsproduktiva torvmarker (<30 cm torv) och våtmarker
(<30 cm torv) i Sverige, har gjorts.161 Alla tre växthusgaserna har beaktats,
och även inbindningen av CO2 i de växande bestånden. Skattningarna har
gjorts på två olika sätt. Den ena beräkningsmodellen indikerar att dessa
marktyper för närvarande är betydande nettosänkor för växthusgaser, d.v.s.
inte bidrar till utan motverkar växthuseffekten. Den andra beräkningsmodellen pekar mot att de är svagt bidragande till växthuseffekten.
von Arnold, K., Hånell, B., Stendahl, J. & Klemedtsson, L. 2005. Greenhouse gas fluxes
from drained organic forestland in Sweden. Scand. J. For. Res. 20, s. 400–411.
161
69
Skogsgödsling
Insikterna om vilka näringsämnen som begränsar skogsproduktionen i
svenska skogar växte fram under 1900-talets första hälft. Huvuddragen
var tydliga; kväve är det primärt produktionsbegränsande ämnet på
nästan alla fastmarker (mineraljordar), medan fosfor och kalium, ofta
tillsammans med kväve, kan begränsa produktionen på torvmarker.
Experimentell fältforskning under 1950- och 1960-talen gav underlag
för mer detaljerade prognoser för kvävets produktionseffekter på fastmark och gödslingsreaktionens varaktighet.
Produktionsgödsling med kväve på fastmark162,163
Produktionsgödsling med kväve har i Sverige tillämpats i det praktiska
skogsbruket sedan tidigt 1960-tal.164,165 Denna typ av skogsgödsling kulminerade 1976 med en gödslad areal av 180 000 ha. Under 1990-talet minskade
den årliga gödslingsarealen till ca 20 000–30 000 ha, och låg på ungefär
denna nivå i ett decennium framåt. Nedgångstrenden sammanföll med att
skogsbrukets miljöfrågor alltmer stod i fokus. Från 2005 skedde en markant
uppgång som nådde 80 000 ha år 2010, varefter årliga gödslingsareal återigen gått ner till drygt 20 000 ha (2013).166
Traditionell produktionsgödsling på fastmark görs med ca 150 kg kväve
per hektar. Den förväntade totala tillväxteffekten brukar anges till 10–20
skogskubikmeter per hektar, fördelad inom en effektperiod på ca 7–11 år.
Ett vanligt utförande har varit att göra en engångsgödsling mot slutet av omloppstiden. Gödslingsprogram med tidigare gödslingsstart och därefter upprepade gödslingar ungefär vart tionde år, har dock blivit allt vanligare.
Under skogsgödslingsepokens början, på 1960-talet, användes mest urea
(faktaruta 4). I början av 1970-talet övergick skogsbruket till ammoniumnitrat (AN) eftersom fältförsök då hade visat att tillväxteffekten med detta
gödselmedel kunde bli upp till 30 % större per tillsatt mängd kväve. Vid mitten av 1980-talet övergick man alltmer till kalkammonsalpeter (KAS), d.v.s.
ammoniumnitrat med kalkinblandning. Bytet av gödselmedel var en reaktion
på oron för mark- och vattenförsurning och särskilt diskussioner om kvävegödslingens bidrag till detta.
Skogsstyrelsen. 2007. Kvävegödsling av skogsmark. Meddelande 2–2007.
Skogsstyrelsen. 2014. Skogsstyrelsens föreskrifter och allmänna råd till skogsvårdslagen.
164
Tamm, C.-O. & Carbonnier, C. 1961. Växtnäringen som skoglig produktionsfaktor.
Kungliga Skogs- och Lantbruksakademiens Tidskrift 1–2.
165
166
Skogsstyrelsen. 2014. Skogsstatistisk Årsbok 2014.
162
163
70
Faktaruta 4
Ammoniumnitrat, AN (NH4NO3) innehåller 34,5 % kväve. Det består
till lika delar av ammonium och nitrat. Gödselmedlets pH-reaktion är
neutral, d.v.s, det är varken basverkande eller försurande.
Kalkammonsalpeter, KAS (NH4NO3 + Ca(Mg)CO3) innehåller 26–28
% kväve. Det är en variant av ammoniumnitrat där 18–20 % kalciumkarbonat (kalksten) eller magnesiumhaltig kalciumkarbonat (dolomitkalksten) tillsatts. Kalkstenen ger gödselmedlet en långsamverkande
basisk effekt.
Urea (CO(NH2)2) innehåller 46 % kväve i form av urinämne. När urea
löser sig i humuslagrets sura markvatten bildas ammoniumkväve*. Vid
denna reaktion neutraliseras vätejoner, d.v.s. gödselmedlet har en initial basisk effekt. Effekten motverkas senare av ”biologisk försurning”,
kopplad till näringsupptagningen.
* Vid ureagödsling finns risk för betydande initiala förluster av kväve
till luften, i form av ammoniak. Torrt och varmt väder efter spridningen
ökar den risken.
Kvävegödslingens effekter på mark, vatten och vegetation
Kvävegödslingens miljökonsekvenser är resultatet av många komplicerade interaktioner mellan växter, mikroorganismer och kemiska processer i
marken.167,168,169,170 Typ och giva av gödselmedel, gödslingens tidpunkt och utförande, beståndets egenskaper samt inte minst objektets mark- och hydrologiska förhållanden, är alla faktorer av betydelse för de effekter som åtgärden
kan få. De samlade erfarenheterna är redovisade i miljökonsekvensbeskrivningen för skogsgödsling.169 Huvuddragen är följande:
Mark
• Samtliga kvävegödselmedel tycks ge upp till några tiondels enheter högre pH-värde i humuslagret, jämfört med kontrollytor. I
underliggande mineraljord kan ibland pH-värdet tvärtom sjunka
någon tiondels enhet. Ovanstående gäller även vid upprepad kvävegödsling. Slutsatsen är att skogsgödsling under beståndsfasen
normalt har små effekter på markens pH-värde.
Nômmik, H. & Wiklander, G. 1983. Syra/bas verkan hos kvävegödselmedel använda vid
skogsgödsling. Naturvårdsverket. Rapport PM 1657.
168
Westling, O. & Nohrstedt, H.-Ö. 1995. Miljökonsekvensbeskrivning av STORA SKOGs
gödslingsprogram, Del 2, bedömning. Institutet för Vatten och Luftvårdsforskning, B 1219,
Aneboda.
169
Högbom, L. & Jacobson, S. 2002. Kväve 2002 – en konsekvensbeskrivning av skogsgödsling i Sverige. Skogforsk. Redogörelse nr 6–2002.
170
Högberg, P., Larsson, S., Lundmark, T., Moen, J., Nilsson, U. & Nordin, A. 2014.
Effekter av kvävegödsling på skogsmark. Kunskapssammanställning utförd av SLU på begäran av Skogsstyrelsen. Skogsstyrelsen. Rapport 1.
167
71
• Markens, och i synnerhet humuslagrets, förråd av utbytbart kalcium och magnesium är oförändrat eller ökar efter gödsling.
Ökningen är tydligast efter gödsling med kalkammonsalpeter.
Förråden av utbytbart kalium och fosfor tenderar istället att minska efter upprepade kvävegödslingar. Vid intensiv kvävegödsling
med täta intervall sker en tydlig omfördelning av baskatjoner från
mineraljord till humuslager. I dessa fall kan basmättnadsgraden
och pH-värdet i mineraljorden sänkas påtagligt.
• Endast ca 20–30 % av det tillförda kvävet tas upp i träden.
Huvuddelen fastläggs i marken. Upprepad kvävegödsling har
visats sänka C/N-kvoten långsamt i markens organiska material.
Tendensen är starkast i initialt lågproduktiv mark.
• Effekterna på nitrifikation i marken är oftast små, så länge marken är beskogad. Ökad nitratbildning i skogbevuxen mark, efter
gödsling med ammoniumnitrat, har belagts endast efter upprepade gödslingar med höga ackumulerade givor (>1000 kg N/ha).
Urea-gödsling har visats kunna ge en viss effekt även vid lägre
givor. Urea har alltså större benäget att öka nitrifikationen i marken än ammoniumnitrat.
Under hyggesfasen kan dock situationen bli annorlunda, eftersom ökad
kvävemineralisering, minskat näringsupptag och pH-höjning gynnar nitrifikationen. Upplagring av markkväve och sänkt C/N-kvot,171 orsakat av
upprepade kvävegödslingar i det tidigare beståndet, kan då medföra kraftig nitrifikation, nitratutlakning och försurning (se vidare ”Avrinnande
ytvatten” nedan).
• Den mikrobiella nedbrytningsaktiviteten i marken, räknat per vikt
av organiskt material, avtar i regel något. Tendensen är starkast på
initialt lågproduktiva marker. Samtidigt tillförs dock marken mer
organiskt material via årligt förnafall när beståndets tillväxt ökar.
Markens humustäcke blir mäktigare och nedbrytningsaktiviteten
per ytenhet markyta blir därför oförändrad eller ökar lite.
• Mykorrhizasvamparnas symbios med trädrötter missgynnas sannolikt initialt, men eftersom en del missgynnas mer än andra kan
vissa arter tvärtom bli vanligare än tidigare. Effekterna på svampars fruktkroppsbildning är likartad, d.v.s. oftast en initial minskning av totala fruktkroppsproduktionen och en något förändrad
artsammansättning. Flera långtidsförsök tyder på ganska snabb
återhämtning och att effekterna på längre sikt således är små.
Vid lägre kvot än ca 25 ökar risken för försurande nitrifikation och nitratutlakning. Så
låga kvoter erhålls dock inte ens efter mycket stora ackumulerade kvävegivor i Norrland,
men kan inom vissa områden och marktyper i Götaland vara förhanden redan utan kvävegödsling.
171
72
Avrinnande ytvatten
• Engångsgödslingar. Förändringar av vattenkemin i avrinnande
vatten har ofta observerats efter gödsling. Vanliga kortsiktiga effekter är pH-höjning efter gödsling med urea och kalkammonsalpeter, medan ammoniumnitrat ofta sänker pH. Ökad utlakning av
baskatjonerna kalcium och magnesium sker oavsett gödselmedel.
Likaså har förhöjda halter av oorganiskt kväve, främst nitrat, noterats i bäckvatten. Effekterna har varat från några månader upp
till ett par år efter gödslingen.
Huvuddelen av ovan redovisade erfarenheter gäller efter spridning
från luften varvid gödselmedel ofta hamnat i och nära vattendrag.
Det är troligt att dessa effekter på vattenkvalitet avsevärt kan minskas om de numera gällande gödslingsråden för objektval och för frizoner utmed vattendrag följs.172
• Intensiv kvävegödsling eller upprepade gödslingar. Under beskogad
fas uppträder normalt inga förändringar av vattenkemin, förutom de
ovan beskrivna effekterna i samband med spridningstillfället.
Nitratutlakning efter kalavverkning av upprepat kvävegödslade bestånd
har studerats i ett fåtal försök. Förhöjda nitrathalter i avrinnande markvatten har kunnat konstateras på ytor med höga ackumulerade givor (som
lägst ca 500 kg N/ha).
Bilden av nitratutlakning efter kalavverkning ser dock olika ut beroende på om försöken legat på ursprungligen lågproduktiva eller högproduktiva marker. Detta kan hänga samman med hur stor förändring av
C/N-kvoten som gödslingen medfört.
Störst relativ utlakningsökning, d.v.s. jämfört med ogödslad kontroll,
har uppmätts på de initialt lågproduktiva markerna. På dessa marker har
humuslagret initialt haft en hög C/N-kvot, vilken har sänkts kraftigt av
kvävegödslingen.
I kontrast till detta står försöken på ursprungligen ganska bördiga marker. Efter kalavverkningen uppvisar de kraftigt kvävegödslade ytorna ingen
förhöjd utlakning jämfört med kontrollytor. I dessa fall är C/N-kvoten
redan på de obehandlade kontrollytorna lägre än 25 och tillförseln av det
extra gödslingskvävet på gödslade ytor har inte sänkt kvoten ytterligare.
Vegetation
• Kvävegödsling kan medföra att vegetations- såväl som markorganismernas artsammansättning förändras. Den förbättrade kvävetillgången i marken förändrar konkurrensförhållandena mellan de
arter som redan finns på platsen.
• Bland växterna ökar de arter som gynnas särskilt mycket av större
kvävetillgång. Vid höga givor eller upprepade gödslingar, och om
gräs finns på lokalen, förskjuts ofta dominansen från risväxter
mot gräs. Lavar och vissa mossor missgynnas.
172
73
• Bärproduktionen av blåbär ökar ofta, medan lingonproduktionen
minskar. Bärens smaklighet försämras.
Varaktigheten av kvävegödslingens effekter på mark, vatten och vegetation är en viktig fråga. Studier av återhämtningsförlopp tyder på att de flesta
nämnda förändringar är tillfälliga, d.v.s. återgår inom ca 10 år. Förändringar
i växtsamhällets artsammansättning, samt minskad mikrobiell nedbrytningsaktivitet i humuslagret, tycks dock kräva längre tid för återhämtning.
Behovsanpassad gödsling – en intensivodlingsform
Om kvävebegränsning upphävs genom kvävetillförsel så kan tillgången på
något annat näringsämne bli en begränsande faktor. Rimligen ökar denna
risk vid intensiv, långvarig och ensidig kvävetillförsel. Vilket ämne som i så
fall kan bli begränsande beror både på trädslag och på växtplatsens naturgivna förutsättningar. Sådan sekundär tillväxtbegränsning av andra ämnen än
kväve har dock hittills bara kunnat påvisas i några få fall när det gäller fastmarker i Sverige. I dessa fall har positiva tillväxteffekter av fosfor eller kalium konstaterats eller indikerats.173,174 Likaså har bristsymptom på det viktiga
mikronäringsämnet bor visats kunna uppstå.175 Ovanstående resonemang och
farhågor ligger bakom utvecklingen av den gödslingsmetodik som kallats näringsoptimering, balanserad näringstillförsel, eller behovsanpassad gödsling.
Teori och metodik för behovsanpassad och intensiv fullgödsling har utvecklats stegvis under 1900-talets senare hälft.176,177 Det är ett intensivodlingssystem som syftar till att förse träden med alla viktiga näringsämnen och
tillföra näringen med större precision än vid vanlig produktionsgödsling med
kväve.
De bakomliggande idéerna kan förenklat beskrivas på följande sätt:
• En växt växer bäst och mest när barr eller blad har optimal näringshalt av varje näringsämne. Med detta menas ett koncentrationsområde där ämnet ifråga inte längre begränsar produktionen
av biomassa på något sätt men inte heller finns i störande överskott.
• För att kunna uppnå detta tillstånd för alla näringsämnen samtidigt så bör det vara en viss, optimal, balans mellan olika näringsämnen i näringsupptaget, så att tillförseln av varje ämne stämmer
överens med växtens faktiska behov.
Tamm, C.-O. 1985. De skogliga bördighetsförsöken. Mål, metoder, tillväxtresultat.
Kungliga Skogs- och Lantbruksakademiens Tidskrift, supplement 17, s. 9–29.
174
Nohrstedt, H.-Ö. 1990. Tillväxteffekter vid gödsling med olika näringsämnen i barrskog. En sammanfattning av resultat erhållna vid Institutet för skogsförbättring. I: Liljelund
L.-E., Lundmark, J.-E., Nihlgård, B., Nohrstedt, H.-Ö. & Rosén, K. Skogsvitalisering.
Kunskapsläge och forskningsbehov. Naturvårdsverket. Rapport 3813.
175
Möller, G. 1983. Borbristskador efter upprepad kvävegödsling på fastmark. Föreningen
skogsträdsförädling, Institutet för skogsförbättring. Årsbok 1982, s. 47–70.
176
Sveriges Lantbruksuniversitet. 1983. Det biologiska taket för skogsproduktionen.
Skogshögskolans höstkonferens 1982. Skogsfakta Suppl. nr 2.
177
Linder, S. 1997. Virkesproduktionens gränser. Kungliga Skogs- och Lantbruksakademiens
Tidskrift 136, s. 21–27.
173
74
• Och för att vidmakthålla oförändrat näringstillstånd i barr eller
blad måste tillförselhastigheten av näringsblandningen till rötterna stämma överens med trädets tillväxtrytm över året och över
omloppstiden.
Regelbundna näringsanalyser av barr eller blad utgör styrmekanismen för
odlingsmetoden. Optimumhalter för olika näringsämnen i de fotosyntetiskt
aktiva vävnaderna – barr eller blad – finns framtagna för flera trädarter, bland
annat tall och gran.178,179 De kan uttryckas antingen som absoluta halter av
näringsämnet ifråga, eller som relativa halter i förhållande till kvävehalten.
Normalt använder man de mer stabila relativa näringshalterna, d.v.s. P/N,
K/N, Mg/N, Ca/N, S/N o.s.v., som indikatorer på aktuell näringsstatus för
andra ämnen än kväve. Dessa relativa halter ger också uttryck för det viktigaste balanskravet – det mellan kväve och varje annat näringsämne.
En annan styrmekanism är regelbunden kontroll av utlakningsförluster
i dränerande markvatten. Om utlakningen av något ämne överstiger bakgrundsnivån (ogödslad kontrollyta), är det ett tecken på att systemet läcker
och gödslingsgivan måste justeras. Denna kontrollmekanism är självklart
mycket viktig för odlingsteknikens miljömässiga trovärdighet.
Experimentella försök med balanserad näringstillförsel i Sverige har koncentrerats på gran. De har gett ett underlag för fortsatt metodutveckling och
anvisningar för praktisk tillämpning.180 Potentialen för ökad produktion är
mycket hög om näringsbegränsningarna elimineras på detta sätt, särskilt i
mycket humida regioner. Volymproduktionen kan fördubblas i södra Sverige
och mer än tredubblas i norra Sverige.181 Det krävs dock kompetens och regelbunden uppföljning vid genomförandet.
Intensiv skogsodling med behovsanpassad gödsling kan dock för närvarande inte utföras i det praktiska skogsbruket i Sverige. Metodiken har
utvärderats genom en så kallad miljöanalys, men Skogsstyrelsen har gjort
bedömningen att i nuläget avråda från att tillämpa odlingskonceptet på
skogsmark.182
Torvmarksgödsling
Innehållet av både fosfor och kalium i torvjordar är ofta så litet att det begränsar trädvegetationens tillväxt. Av det befintliga totalförrådet av kalium,
är dock en stor andel också direkt tillgängligt för växterna. I detta avseende
är således stor skillnad jämfört med kväve, som visserligen finns i stora totalmängder men vars tillgänglighet är låg och helt bestäms av mikroorganismernas kvävemineralisering.
Braekke, F. 1994. Diagnostiske grenseverdier for naeringselementer i gran- og furunåler.
NISK, No. 15.
179
Linder, S,1995. Foliar analysis for detecting and correcting nutrient imbalances in
Norway spruce. Ecological Bulletins 44, s. 178–190.
180
Bergh, J. & Oleskog, G. 2006. Slutrapport för Fiberskogsprogrammet. SLU, inst. för sydsvensk skogsvetenskap. Arbetsrapport nr 27.
181
Bergh, J., Linder, S. & Bergström, J. 1999. Intensivodling av gran – en outnyttjad möjlighet. SLU. FaktaSkog nr 2–1999.
182
Skogsstyrelsen. 2014. Allmänna råd om kvävegödsling beslutade, 2014-07-10.
Skogsstyrelsens Nyhetsarkiv. Tillgänglig på: www.skogsstyrelsen.se.
178
75
Volym, m3sk/ha
Erfarenheter visar183 att uthållig skogsproduktion knappast är möjlig om det
vid beståndsanläggningen finns mindre än 75–100 kg K och 150–200 kg P
per hektar, räknat som totalmängder ner till 20 cm djup. På de flesta djupa
torvmarker (> ca 50 cm torv) är därför gödsling med fosfor och kalium nödvändigt om ett uthålligt och aktivt skogsbruk ska bedrivas.
Rekommendationerna för torvmarksgödsling är att gödsla etablerade bestånd med minst 40 kg fosfor och 80 kg kalium per hektar.184,185
Tillväxteffekterna av en initial giva fosfor och kalium på dikade djupa torvmarker är ofta mycket stora. Detta gäller i synnerhet nyanlagda bestånd på
torvmark som tidigare inte varit dikad eller burit skog (figur MV15).
60
Dikad kontroll (0)
50
120N+40P+80K
40P+80K
40P+160K
80P+160K
40
30
20
10
0
7,5
15
30
Dikesavstånd, m
60
Figur MV15 Exempel på produktionseffekter av gödsling och dikesavstånd, 16 år efter etablering av tallbestånd. Gödselgiva angiven i kg
N, P eller K per hektar. Djup torvmark av lågstarr-typ (Hillesjömossen,
Halland). Modifierad från Hannerz m.fl., 1988.186
Mer representativa för ett genomsnitt av dikade torvmarker och våta fastmarker är sannolikt de av Holmen187 redovisade värdena på förväntad ökning av
medelproduktionen efter gödsling. Merproduktionen, d.v.s. ökningen utöver
dikningseffekten, anges till ca 2 m3sk per ha och år för de bättre vegetationstyperna (lågört- och fräken-högstarrtyper) och ca 3 m3sk per ha och år för de
sämre typerna (bärris- och lågstarrtyper).
För att upprätthålla hög produktion över en hel omloppstid behöver i regel
184
Skogsproduktion på våtmark. 1980. Forskningsstiftelsen Skogsarbeten. Redogörelse nr
3–1980.
185
186
Hannerz, M., Holmen, H. & Sundström, E. 1988. Från myr till skog. Skogsodlingsförsök
med olika dikesavstånd och gödselgivor på kal myr. SLU. Inst. för skoglig ståndortslära.
Stencil nr 9.
187
183
76
åtminstone en omgödsling göras. Anledningen till att givorna bör vara så
måttliga, och istället hellre upprepas, är att bägge ämnena kan utlakas om de
inte snabbt tas upp av vegetation eller mikroorganismer.
Utlakningsrisken är störst för kalium men detta ämne har inga negativa
miljökonsekvenser i vattendragen. Risken för fosforutlakning är betydligt
lägre, men i den mån det sker kan det få allvarliga konsekvenser eftersom det
har starkt produktionshöjande effekt i vattenekosystemen.
Av praktiska skäl tillförs de två näringsämnena ofta i form av PKkombinationsgödselmedel. Vid enkel fosforgödsling bör ämnet tillföras i
svårlöslig form, såsom råfosfat eller krossad apatit. Detta minimerar risken
för fosfatutlakning till vattendrag, utan att försämra gödslingseffekten. Den
vattenlösliga formen av fosforgödselmedel, så kallat superfosfat, är inte
lämplig. För enkel kaliumgödsling finns för närvarande inget svårlösligt
alternativ på marknaden, utan bara lättlösliga kalisalter (kaliumklorid eller
kaliumsulfat).
Tillväxten på de sämre torvmarkstyperna är oftast även begränsad av kvävetillgången. Ur ren produktionssynvinkel kan därför en ”startgiva” av kväve
vara befogad. Det finns dock flera skäl att ge låg prioritet åt sådan kvävegödsling:
• För det första finns tecken på att fosforgödslingen på ett naturligt
sätt ökar kväveutbudet med tiden, eftersom fosforn kan stimulera
nedbrytarorganismernas aktivitet och öka kvävemineraliseringen.
• För det andra talar försiktighetsprincipen emot kvävetillförsel till
mark som redan innehåller ganska stora totalmängder kväve, och
vars dräneringssystem leder direkt till de naturliga vattendragen.
• För det tredje är lönsamheten för kvävegödsling av mark med låg
naturlig bonitet tveksam.
Askgödsling på torvmark
Åtgärden är produktionshöjande på samma sätt som PK-gödselmedel.188,189,190
Samtidigt kan tillförsel av trädbränsleaska ses som en kompensationsåtgärd för att ersätta de näringsresurser som bortförs vid skörd av skogen (se
”Kalkning och asktillförsel på fastmark”). I Sverige har askgödsling av torvmarker nästan inte alls tillämpats i praktiskt skogsbruk utan enbart i ett mindre antal skogliga försök. I Finland finns däremot mer omfattande erfarenhet
av åtgärden.191
Trädbränsleaskan tillför alla nödvändiga växtnäringsämnen utom kväve.
Produktionseffekten står i proportion till påförda mängder av fosfor och kaMagnusson, T. & Hånell, B. 1996. Aska till skog på torvmark. NUTEK. Ramprogram
Askåterföring, R 1996:85.
189
Magnusson, T. & Hånell, B. 2000. Aska för beskogning av torvtäkter. Påverkan på växtnäringsförhållanden, tungmetallhalter och vattenkvalitet. Energimyndigheten, ER.
190
Sikström, U., Björk, R.G. & Klemedtsson, L. 2012. Tillförsel av aska i skog på dikad
torvmark i södra Sverige – skogsproduktion och emission av växthusgaser. Värmeforsk.
Askprogrammet. Arbetsrapport nr 29.
191
Silfverberg, K. 1996. Nutrient status and development of tree stands and vegetation on
ash-fertilized drained peatlands in Finland. The Finnish Forest Research Institute. Research
Papers 558.
188
77
lium, varför askans halter av dessa ämnen är den från produktionssynpunkt
viktigaste kvalitetsaspekten.
Pelletering och härdning av askan sänker den färska askans skadligt höga
pH-värde och salthalt, vilket gör att skador på markvegetationen i samband
med spridning undviks eller minskar. En annan fördel är att flera ämnen,
bland annat fosfor, blir något mer svårlösliga.
Den viktigaste markkemiska effekten, vilket skiljer aska från PKgödselmedel, är att askan påtagligt och långvarigt höjer yttorvens pH-värde.
Önskvärd askgiva, beräknad utifrån den rekommenderade minimigivan för
fosfor (40 kg P/ha) samt medelhalt av fosfor i svenska trädbränsleaskor192,
blir ca 4,5 ton torrsubstans per hektar. Skogsstyrelsen har för närvarande
inga rekommendationer specifikt för asktillförsel till dikade skogbevuxna
torvmarker. De allmänna råd till skogsvårdslagen som finns gäller allmänt
för askåterföring vid uttag av avverkningsrester.193 Där rekommenderas en
giva på högst 3 ton ts per hektar inom en tioårsperiod och sammantaget
högst 6 ton ts per hektar under en hel omloppstid.
Kalkning och asktillförsel på fastmark
Två motiv – motverka försurning och kompensera näringsförluster!
Kalkning av vattendrag, för att motverka vattenförsurning, började göras
under 1970-talet. Behovet av åtgärder mot markförsurning debatterades
intensivt under 1980-talet och framåt. Viss försöksverksamhet med markkalkning startade i slutet av 1980-talet. 1993 presenterade Skogsstyrelsen ett
förslag till åtgärdsprogram mot försurning, vilket innefattade markkalkning
mot försurning och ”vitaliseringsgödsling” för vegetationen. Detta program
reviderades 1997, och sedan återigen 2001.194,195
Kalknings- och vitaliseringsprogrammet har genomförts i Skogsstyrelsens
regi. Åtgärderna har främst berört de mest försurningsdrabbade sydvästra
delarna av landet. Eftersom syftet varit att påverka både land- och vattenekosystem är behandlingsenheterna avrinningsområden snarare än enskilda
skogsbestånd. Normalgivan har varit 2 ton kalk plus 2 ton aska per hektar.
Åtgärderna har samordnats med Naturvårdsverkets och länsstyrelsernas program för sjö- och vattendragskalkning. Skogsstyrelsens åtgärdsprogram har
varit kontroversiellt.196 Det avslutades 2003 och därefter har omfattande utvärdering skett. År 2008 drogs slutsatsen att inte längre verka för att övergå
till storskalig skogsmarkskalkning.197
192
Jönsson, O. & Nilsson, C. 1996. Aska från biobränslen. Kungliga Skogs- och
Lantbruksakademiens Tidskrift 135, s. 25–36.
193
Skogsstyrelsen. 2014. Skogsvårdslagstiftningen. Tillgänglig på: www.skogsstyrelsen.se/
Aga-och-bruka/Lagen/Skogsvardslagen.
194
Skogsstyrelsen. 2001. Markförsurning & Motåtgärder. Skogsstyrelsen. Temaserie.
Rapport nr 11A, nr 11B, nr 11C, nr 11D, nr 11E, nr 11F, nr 11G, nr 11H, nr 11I.
195
Skogsstyrelsen. 2001. Åtgärder mot markförsurning och för ett uthålligt brukande av
skogsmarken. Meddelande 4–2001.
196
Naturvårdsverket, 1996. Skogsmarkskalkning. Resultat och slutsatser från naturvårdsverkets försöksverksamhet (red. Staaf, H., Persson, T. och Bertills, U.). Naturvårdsverket.
Rapport 4559.
197
Hjerpe, K., Olsson, P. & Eriksson, H. 2008. Skogsmarkskalkning. Skogsstyrelsen.
Rapport 15–2008.
78
Under samma tidsperiod fördes också en annan debatt, nämligen om de
långsiktiga produktions- och försurningseffekterna av ökat biomassauttag
från skogen. En logisk kompensationsåtgärd för förlusterna av baskatjoner
med biomassauttag är att återföra askrester från trädbränsle i syfte att skapa
ett kretslopp. Samtidigt kan askan motverka försurning av mark och vatten. Skogsstyrelsens allmänna råd till skogsvårdslagen198 för askåterföring är
kopplade till uttag av skogsbränsle, varför det är markägaren som ansvarar
för denna åtgärd. Rekommenderade askgivor är i dessa sammanhang upp till
ca 3 ton ts per hektar.
Askans och kalkens effekter
Kalk sprids normalt i form av krossad kalksten och aska i form av härdad
(hopsintrad) och därefter krossad trädbränsleaska. Aska som sprids i skog
måste uppfylla vissa kvalitetskrav vad gäller minimihalter av viktiga näringsämnen och maximihalter av potentiellt skadliga ämnen. Förorenade askor
kan innehålla alltför höga halter av spårämnen, exempelvis den starkt toxiska
och bioackumulerande tungmetallen kadmium. Vidare kan trädbränsleaska
från vissa regioner i södra och mellersta Norrland innehålla höga halter av
radioaktivt cesium vilket också lätt tas upp och anrikas i levande organismer.
Både kalksten och aska har syraneutraliserande och pH-höjande effekt.
Neutralisationskapaciteten – ”kalkeffekten” – i kalksten är ungefär dubbelt
så stor som i vedaska. Dolomitkalk innehåller, förutom kalcium, även en del
magnesium. Aska tillför samtliga viktiga växtnäringsämnen, förutom kväve.
Kalkning och asktillförsel på fastmark har likartad verkan på markens
kemiska egenskaper, markens organismer, markvegetation och trädens
tillväxt.199,200,201,202,203,204,205,206 Detta gäller såväl de avsedda nyttoeffekterna som
Skogsstyrelsen. 2014. Skogsvårdslagstiftningen. Tillgänglig på: www.skogsstyrelsen.se/
Aga-och-bruka/Lagen/Skogsvardslagen.
199
Derome, J., Kukkola, M. & Mälkönen, E. 1986. Forest liming on mineral soils. Results
from Finnish experiments. Naturvårdsverket. Rapport 38.
200
Nohrstedt, H.-Ö. 1990. Tillväxteffekter vid gödsling med olika näringsämnen i barrskog. En sammanfattning av resultat erhållna vid Institutet för skogsförbättring. I: Liljelund
201
Egnell, G., Nohrstedt, H.-Ö., Weslien, J., Westling, O. & Örlander, G. 1998.
Miljökonsekvensbeskrivning (MKB) av skogsbränsleuttag, asktillförsel och övrig näringskompensation. Skogsstyrelsen. Rapport 1–1998.
202
Johansson, M.-B., Nilsson, T. & Olsson, M. 1999. Miljökonsekvensbeskrivning av
Skogsstyrelsens förslag till åtgärdsprogram för kalkning och vitalisering. Skogsstyrelsen.
Rapport 1–1999.
203
Andersson, S. & Hildingsson, A. 2004. Effektuppföljning av skogsmarkskalkning.
Skogsstyrelsen. Rapport 1–2004.
204
Energimyndigheten, 2006. Miljöeffekter av skogsbränsleuttag och askåterföring i Sverige. En syntes av Energimyndighetens forskningsprogram 1997 till 2004.
Energimyndigheten Rapport ER 2006:44.
205
Löfgren, S., Zetterberg, T., Larsson, P.-E., Cory, N., Klarqvist, M., Kronnäs, V. & Lång,
L.-O. 2008. Skogsmarkskalkningens effekter på kemin i mark, grundvatten och ytvatten i
SKOKAL-områdena 16 år efter behandling. Skogsstyrelsen. Rapport 16–2008.
206
Kronnäs, V., Westerberg, I., Zetterberg, T., Pröjts, J., Holmström, C. & Stibe, L. 2012.
Långsiktiga effekter på vattenkemi, öringbestånd och bottenfauna efter ask- och kalkbehandling i hela avrinningsområden i brukad skogsmark – utvärdering 13 år efter åtgärder
mot försurning. Skogsstyrelsen. Rapport 6–2012.
198
79
risken för oönskade effekter. I den mån medlen skiljer sig åt är det oftast till
askans fördel, d.v.s. något mindre risk för vissa oönskade effekter. I korthet
kan effekterna av låga givor sammanfattas på följande sätt:
Huvudeffekt
• Höjer långsiktigt markens pH och basmättnadsgrad, och minskar
det totala förrådet av vätejoner. Effekten är dock på kort sikt koncentrerad till markens organiska ytskikt.
Följdeffekter
• Kan ge något minskad nedbrytning, kvävemineralisering och
nitrifikation i näringsfattiga och starkt kvävebegränsade jordar
(hög C/N-kvot). Effekterna blir ofta omvända, d.v.s. något ökad
nedbrytning, kvävemineralisering och nitrifikation, i bördiga och
kväverika (låg C/N-kvot) jordar.
• Kan minska tillväxten (med ca 0–20 %) på starkt kvävebegränsad
skogsmark. Kan tvärtom öka tillväxten (med ca 0–10 %) på bördig, kväverik mark med granskog.
• Ger artförskjutningar bland markdjur och mykorrhizasvampar,
d.v.s. vissa arter eller artgrupper minskar medan andra ökar.
Daggmaskar gynnas entydigt.
• Ger artförskjutningar bland markväxterna i enlighet med arternas
pH-preferenser. På bördig mark ökar dessutom kvävegynnade
arter. Mossor och lavar anpassade till näringsfattiga marker med
naturligt lågt pH drabbas entydigt negativt.
• De låga givor som ges vid kompensationsgödsling ger normalt
inga mätbara effekter på avrinningsvatten, vare sig önskvärda
(högre pH eller alkalinitet) eller oönskade (nitratutlakning).
Behandling av både fastmarker och våtmarker, d.v.s. större del av
avrinningsområdet, kan dock ge mätbart högre pH och alkalinitet
i vattnet.
80
Markens långsiktiga produktionsförmåga
Historiska debatter
Skogsbruksmetodernas påverkan på markens långsiktiga produktionsförmåga har varit viktiga inslag i flera långvariga skogliga debatter
under föregående sekel. Här ska ges korta beskrivningar av några sådana historiska debatter. De kan ge en viss inblick i hur kunskaper om
skogsekosystemet växt fram och även ge en förklarande bakgrund till de
skogsbruksmetoder som tillämpas idag.
”Tallhedsproblemet”
Begreppen ”markdegeneration” och markutarmning har länge använts för att
beskriva situationer där marken producerar avsevärt mindre biomassa än den
egentliga naturgivna produktionsförmågan. Under 1900-talets första årtionden var de extremt glesa och lavdominerade tallhedarna på sandsediment och
grovkorniga moränmarker i Norrland en omdiskuterad skogstyp. De hade vid
1900-talets början mycket större utbredning än i nutid och förekom också i
södra Sverige. I övre Norrland fanns dessa glesa tallhedsskogar även på mer
finkorniga moränjordar.
Skogarna var mycket lågproduktiva och föryngringen misslyckades ofta
helt med dåtidens gängse metoder på tallhedar (svaga så kallade ljushuggningar). De karaktäriserades av glest ställda tallöverståndare, med öppna
och till synes outnyttjade mellanliggande ytor. Oväxtliga små tallplantor och
”martallar” förekom ofta, enstaka eller i smågrupper, men dessa utvecklades
sällan till någon beståndsbildande ungskog. Wretlind207 myntade begreppet
”extrem tallhed” för den mest utpräglade formen, där tallföryngring nästan
enbart förekom ”i skydd” under de gamla tallarnas kronor.
Dessa vegetationstyper hade alla en likartad beståndshistorik, nämligen att
de utsatts för regelbundet återkommande lågintensiva skogsbränder som förtärde mårlagret och dödade plantor och småträd. I många fall hade de dessutom blivit utsatta för upprepad plockhuggning av stora träd.
Den vetenskapliga debatten gällde dels orsakerna till den allmänt låga produktionsnivån och dels de specifika orsakerna till föryngringssvårigheterna.
Omfattande fältforskning bedrevs. Faktorer som diskuterades i sammanhanget var bland annat vattenbrist, kvävebrist, rotkonkurrens, klimatskador
och parasitsvampar.
Brist på kväve
Markforskaren Henrik Hesselman kom fram till att det ytterst var en kvävefråga.208 Markens förråd av organiskt bundet kväve var litet och omsättningen av det som fanns var mycket låg, vilket orsakade den låga tillväxten. Han
menade att det bristande kväveutbudet även var grundorsaken till utebliven
föryngring. Det tunna mårlagret på de öppna ytorna uppvisade nästan ingen
nettomineralisering av kväve. Mårlagret under trädkronor och vid lågor hade
Wretlind, J. 1931. Bidrag till belysande av de norrländska tallhedsproblemen. Norrl.
Skogsvårdsförb. Tidskr. 1931, s. 263–314.
208
Hesselman H. 1919. Studier över de norrländska tallhedarnas föryngringsvillkor. II. Sv.
Skogsvårdsför. Tidskr. 1919, s. 29–76.
207
81
däremot något större kvävemineralisering, och detta sammanföll med, och
förklarade, förekomsten av någorlunda växtliga plantor där.
Tillämpad skogsskötselforskning bedriven av bland annat Joel Wretlind
bekräftade både den allmänna bilden av de lågproduktiva glesa tallhedarnas
uppkomstsätt, och betydelsen av kväveförrådet. Det ogynnsamma marktillståndet var sannolikt kopplat till brandens återkommande utarmning av
markens organiska material och därmed också utarmning av dess kväveförråd. Situationen hade ofta förvärrats genom utglesande plockhuggning.
Sammantaget ledde dessa upprepade störningar till en negativ spiral med
successivt minskande förnafall och mårlager, vilket gav minskande kväveutbud och produktionskapacitet.
Wretlind menade dock att konkurrensen om kvävenäringen ibland var en
avgörande faktor i sammanhanget.207 De härskande träden var överlägsna i
denna konkurrens och kunde förhindra nya plantors utveckling. Han visade
med praktiska försök att de större trädens konkurrenszoner uppenbarligen
sträckte sig även in över hedens öppna ytor. Där överståndare runtom sådana
öppna ytor höggs bort, kom livskraftig föryngring upp även på de öppna
ytorna.
Kalavverkning lösningen
De brandpräglade och glesa tallhedarnas föryngringsproblem kunde således
lösas på ett radikalt sätt – genom kalavverkning och kvarlämnande av enbart
ett fåtal fröträd. När det gällde restaureringen av markens långsiktiga produktionsförmåga var det avgörande steget etableringen av ett fullslutet nytt
trädbestånd. Detta kunde successivt öka ståndortens kväveomsättning via
ökande förnatillskott till marken.
Brandbekämpning, kalhyggesbruk med anläggning av fullslutna bestånd,
och i viss mån även antropogent kvävenedfall, har under 1900-talets gång
höjt produktionskapaciteten på många av dessa ur produktionssynpunkt ”degenererade” marker. Samtidigt har dock de organismsamhällen och andra
naturvärden som var förknippade med de öppna tallhedsskogarna blivit mindre vanliga, liksom att deras värde för rennäringen minskat.
”Den gamla råhumusgranskogens” marktillstånd
En annan typ av ”markdegeneration” beskrevs från de norrländska skogsmarkerna under 1900-talets första hälft. ”Den gamla råhumusgranskogen”
var en av flera ganska oprecisa beteckningar som användes i den mångåriga
debatten.209,210,211,212,213 Stora arealer av gles grandominerad skog i Norrlands
höghöjdslägen uppvisade onormalt svag tillväxt och var mycket svåra att för-
Berg, A. 1932. Studier över restbeståndet i den svårföryngrade granskogen. Norrl.
Skogsvårdsförb. Tidskr. 1932, s. 182–235.
210
Holmgren A & Törngren E, 1932. Studier i den norrländska föryngringsfrågan. Norrlands
211
Ebeling, F. 1972. Norrländska skogsvårdsfrågor. Skogsstyrelsen.
212
Eneroth, O, 1937. Självföryngringen på kalhuggna granråhumusmarker. Norrlands
Skogsvårdsförbunds Tidskrift 1937.
213
Teikmanis, A. 1954. Några studier över de mossrika granskogarna i Norrland och deras
föryngringsproblem. Norrlands Skogsvårdsförbunds Tidskrift 1954, s. 307–434.
209
82
yngra genom naturlig beståndsföryngring.214,215 Typfallet hade ett tjockt mårlager (råhumus äldre term) och den ymniga markvegetationen dominerades
av friskmarksmossor i bottenskiktet och blåbär i fältskiktet. Det ogynnsamma
tillståndet ansågs ha uppkommit genom den successiva utglesning av välslutna bestånd (naturskogar) som skedde under det sena 1800-talets och tidiga
1900-talets ”timmerhuggningar” och ”dimensionshuggningar”.
Nöjaktig föryngring och återväxt infann sig inte i de utglesade bestånden,
inte heller efter ytterligare utglesning (föryngringshuggningar). Enligt schablonbeskrivningen blev de kvarlämnade trädens tillväxtreaktion mycket svag
eller ingen alls, även om Näslund216 visade att det var en överdrift och inte
gällde för glesa granskogar särskilt på bättre boniteter. Tolkningen av den
svaga tillväxtreaktionen var att det inte alls uppstod någon förbättrad näringstillgång i marken efter huggningsingreppen.
Fenomenet tillskrevs ogynnsamma markförhållanden, ”inaktiva råmumustäcken”. Det är viktigt att poängtera att det marktillstånd man avsåg förekom
främst i just glesa svagväxande bestånd med mycket konkurrensstark ris- och
mossvegetation i markskiktet, i kärva klimat. De stora kväveresurser som
otvivelaktigt fanns lagrade i det mäktiga mårlagret omsattes inte på normalt
sätt. Problemet tycktes således återigen vara kväve – men inte det totala kväveförrådet, utan enbart kvävemineraliseringens hastighet och fördelningen av
mineraliserat kväve mellan systemets olika organismgrupper.
Sannolikt var det beskrivna mark- och skogstillståndet en följd av komplexa biotiska konkurrensmekanismer som påverkade samspelet mellan trädbestånd, markens mikroorganismer (framför allt svampar) och markvegetation. Men dåtidens kunskaper om markens biologi var inte tillräckliga för att
ge en sammanhängande vetenskaplig förklaring.217,218,219 Senare tiders skogsekologiska forskning har påvisat mekanismer som i hög grad kan förklara
den successivt minskade näringsomsättning och otillräckliga föryngring som
ofta karaktäriserade gamla och ostörda nordliga barrskogar.220,221,222,223 Ett huvuddrag i bilden som framträder är att de normalt symbiotiska mykorrhizaTeikmanis, A. 1954. Några studier över de mossrika granskogarna i Norrland och deras
föryngringsproblem. Norrlands Skogsvårdsförbunds Tidskrift 1954, s. 307–434.
215
Sirén, G. 1955. The development of Spruce forest on raw humus sites in northern Finland
and its ecology. Acta For. Fenn. 62.
216
Näslund, M. 1942. Den gamla norrländska granskogen reaktionsförmåga efter genomhuggning. Medd. Stat. skogsforskningsanst. 33.
217
Romell, L-G. 1934. En biologisk teori för mårbildning och måraktivering. Stockholm.
218
Hesselman, H. 1937. Om humustäckets beroende av beståndets ålder och sammansättning
i den nordiska granskogen av blåbärsrik Vacciniumtyp och dess inverkan på skogens föryngring och tillväxt. Medd. Stat. Skogsforskningsanst. 30, 529–716.
219
Lindquist, B. 1937. Om några parasitiska marksvampar i nordsvenska råhumusmarker.
Norrl. Skogsvårdsförb. Tidskr. 1937, 289–317.
220
Nilsson, M-C. & Wardle, D. 2005. Understory Vegetation as a Forest Ecosystem
Driver: Evidence from the Northern Swedish Boreal Forest. Frontiers in Ecology and the
Environment 3, 421–428.
221
Korkama, T., Fritze, H., Pakkanen, A. & Pennanen, T. 2007. Interactions between extraradical ectomycorrhizal mycelia, microbes associated with the mycelia and growth rate of
Norway spruce (Picea abies) clones. New Phytol. 173, 798–807.
222
Högberg, M.N., Myrold, D.D., Giesler, R. & Högberg P. 2006. Contrasting patterns of soil
N-cycling in model ecosystems of fennoscandian boreal forests. Oecologia 147, 96–107.
223
Näsholm, T., Högberg, P., Franklin, O. & Högberg, M.N. 2014. Är mykorrhizan en bidragande orsak till skogens kvävebrist? SLU. Fakta Skog 2014:1.
214
83
svamparna i gamla ostörda skogsekosystem kan övergå från att underlätta till
att försvåra trädens näringsupptag. Det tillväxtbegränsande näringsämnet i
våra skogar är kväve. Trädet tar upp kväve från marken via svamparnas mycel och ”i utbyte” levererar trädet energirika fotosyntesprodukter till svampen. Nya studier har visat att mykorrhizasvampar i gamla ostörda skogar
tenderar att ändra denna ”jämvikt” till sin egen fördel – levererar allt mindre kväve till trädet och kräver allt större andel av fotosyntesprodukterna.
Svampen använder större andel av upptaget kväve för eget bruk, d.v.s. bildning av egen svampbiomassa. Denna negativa spiral, ur trädens synvinkel,
leder till allt större kvävebegränsning och allt större kostnader för näringsupptaget i form av fotosyntesprodukter. Därmed får träden sämre förutsättningar för egen tillväxt.
Total störning återigen lösningen
Problemet med vissa gamla granskogars ”inaktiva råhumustäcken” fick dock
så småningom sin åtgärdsmässiga lösning. Det ogynnsamma marktillståndet
försvann nämligen efter kalavverkning – i vissa fall krävdes dock att kalavverkningen följdes av hyggesbränning eller mekanisk markberedning, för att
få igång en kvävemineralisering som möjliggjorde snabb etablering av ett
nytt trädbestånd. De nyetablerade fullslutna bestånden fick sedan en utveckling som visade att markens naturgivna produktionsförmåga återställts.
Kalavverkningen och de efterföljande markbehandlingarna innebar alltså
en total störning av såväl befintlig träd- och markvegetation som associerade
mikroorganismer i mårtäcket.
De goda erfarenheterna – ur skogsföryngrings- och skogsproduktionssynvinkel – av stark störning genom kalavverkning gällde för båda typerna av
lågproduktiva och svårföryngrade marker, utglesade tallhedar och ”råhumusgranskogar”. Samma metodik kunde framgångsrikt tillämpas på nästan alla
marker. Dessa erfarenheter fick stor tyngd i den långvariga skogliga debatt
som slutade med att kalavverkning (trakthyggesbruk) blev allmänt betraktat
som det mest ansvarsfulla och lämpliga skogsbrukssättet, särskilt i Norrland.
Vid 1900-talets mitt (efter andra världskriget) kom metodiken att utgöra
grunden för den omfattande så kallade ”restaurering” av glesa och lågproducerande skogar som skapats under tidigare epokers timmer-, dimensions- och
plockhuggningar, kreatursbete och skogsbränder.
84
Intensivt nyttjande av biomassa
Tillväxten i dagens välslutna skogar är hög – även utan kvävegödsling.
Skogsskötseln har förbättrats och en större andel av trädbiomassan
skördas. Den skördade biomassan innehåller växtnäringsämnen som i
ett ostört kretslopp skulle ha återbördats till marken och till en ny generation träd. Det är därför befogat att fråga sig var gränsen går för ett
uthålligt nyttjande av trädens biomassa.
Näringsfördelning mark – bestånd
Mineralvittringen och kvävefixeringen är de grundläggande tillförselprocesserna i näringsbalansen. En ytterligare post, av varierande betydelse, är
näringstillförsel från luften. Dessa tillskott ska balanseras mot förlusterna av
växtnäring i den skördade biomassan samt eventuella förluster till vattendrag
och atmosfär:
Tillskott
Mineralvittring
Kvävefixering (N)
Atmosfäriskt nedfall
(Gödsling)
(Tillfört med rörligt markvatten)
Förluster
Biomassaskörd
Denitrifikation (N)
Brand (framför allt N, S, K)
Utlakning
Ett stort problem när man försöker beskriva näringsomsättningen genom att
ställa tillskott mot förluster i en så kallad massbalans, är bristande kunskapsunderlag för att rätt skatta flödesposternas storlek. Detta gäller inte minst
vittringen. Men även mycket enkla skattningar av tillskott eller förluster kan
ge en uppfattning om ett skogsekosystems långsiktiga produktionsförmåga.
En naturlig utgångspunkt är att beakta storleken på befintliga förråd av näringsresurser, och hur dessa är fördelade. Jämförelser mellan näringsförråden
i bestånd respektive mark ger en grov bild av systemets känslighet för skördeförluster.
Näringskapitalet i en skog kan delas upp i den stående trädbiomassans näringsinnehåll och markens näringsinnehåll (figur MV16–17; tabell MV6).
Enkla storleksjämförelser mellan olika typer av förråd visar bland annat att:
• Det är stor skillnad mellan organiska jordar och mineraljordar
vad gäller totalförråd av vissa näringsämnen.
• Det är avsevärd skillnad mellan olika näringsämnen, varför man
inte kan dra slutsatser om ”näringsämnen” som en enhetlig grupp.
• Det är stor skillnad mellan markens kortsiktigt tillgängliga och
dess långsiktigt tillgängliga (totala) näringsförråd i mineraljordar
men liten skillnad i torvjordar.
• Barren är den träddel som innehåller allra mest näringsämnen i
förhållande till sin vikt.
• Mårlagret utgör ett näringsförråd av ungefär samma storleksordning som näringsmängderna i trädbeståndet.
85
Garpenberg
N
P
K
Ca
Mg
3
0,2
3
3
0,5
Träd ovan stubbe
370
35
160
460
50
Stubbar+rötter >2mm
45
4
25
50
6
Mår + rötter < 2mm
1150
65
90
270
75
Mineraljord 0-50 cm
- totalt (< 2 mm)
- lättlösligt
2750
Årsnederbörd
Flakaträsk
1000 79000 34000 16000
6
60
110
20
N
P
K
Ca
Mg
3
0,1
2
3
0,5
Träd ovan stubbe
300
35
160
380
50
Stubbar+rötter >2mm
65
10
40
115
12
560
50
70
210
25
Mineraljord 0-50 cm
- totalt (< 2 mm)
- lättlösligt
1650
Årsnederbörd
1750 88000 46000 20000
15
80
170
35
Figur MV16. Exempel på näringsämnenas fördelning i några skogsekosystem på moränmark (kg/ha). Modifierad efter Nykvist, 1977.224 Data från
Nykvist, 2000.225 Överst: Granbestånd på sandigt-moig morän, Garpenberg,
Dalarna. Ålder (1964) ca 100 år; volym 331 m3sk per ha; medeltillväxt
2,6 m3sk per ha och år. Underst: Granbestånd på sandigt-moig morän,
Flakaträsk, Västerbotten. Ålder (1965) ca 140 år; volym 278 m3sk per ha;
medeltillväxt 2,6 m3sk per ha och år. Illustration Bo Persson.
Anm. 1: Totalförråden för P, K, Ca och Mg i mineraljord 0–50 cm innefattar endast
jordmaterial < 2 mm. Om fraktionerna grus, sten och block inbegrips är förråden
2,1 och 1,7 gånger större för Garpenberg respektive Flakaliden.
Anm. 2: Lättlösligt (växttillgängligt) förråd är skattat med AL-extraktion.
Nykvist, N. 1977. Skogliga åtgärders inverkan på storlek och tillgänglighet av ekosystemets näringsförråd. I: Markvård. Skogsmarkens egenskaper och nyttjande. Sveriges
225
224
86
Vindeln
N
P
K
Ca
Mg
Träd ovan stubbe
120
14
60
93
11
Stubbar+rötter>3mm
12
1,5
8
6
2
340
25
35
70
15
Mineraljord 0-50 cm
- totalt
2400
Jägarmossen
2700 188000 52000 19000
N
P
K
Ca
Mg
Träd ovan stubbe
530
70
170
520
60
Torv 0-20 cm
- totalt
- lättlösligt
5100
160
20
110
60
2400
16000
310
150
13200
Torv 0-50 cm
- totalt
Figur MV17. Exempel på näringsämnenas fördelning i skogsekosystem på
sandsediment och torvmark (kg/ha). Överst: Tallbestånd på sandigt älvsediment, Vindeln, Ålder (1990) ca 65 år; volym 148 m3sk per ha. Data från
Egnell m.fl., 1991.226 Underst: Granbestånd, Jägarmossen, Uppland. Ålder
(1963) ca 65 år; volym 312 m3sk per ha; löpande (10 år) tillväxt 11,8 m3sk
per ha och år. Data från Holmen, 1964.227 Illustration Bo Persson.
Anm. 1: Lättlösligt (växttillgängligt) förråd är skattat med AL-extraktion.
Anm. 2: Jägarmossens kärrtorv har Ca-halter som är högre än genomsnittet för
liknande torvtyper.
Egnell, G., Albrektson, A., Örlander, G., Jansson, E. & Sjögren, H. 1991. Hesselmans
helhackningsförsök på tallhed i Vindeln – tillväxt och näringsförhållanden 67 år efter markberedning. SLU, inst. för skogsskötsel. Arbetsrapporter nr 55.
227
226
87
Tabell MV6 Näringsmängder i ”medelskogen”. Skattade värden för ett skogsområde med normalsluten barrblandskog i Västerbottens kustland. Området
domineras av medelålders bestånd. Genomsnittlig beståndsålder är 74 år,
genomsnittlig stående volym är 163 m3sk per ha, och genomsnittlig löpande
tillväxt 5,9 m3sk per ha och år. Data från Albrektson & Lundmark, 1988.228
Torrvikt
N
Stam
varav bark
Grenar
varav barr
Träd ovan mark
57000
5100
22000
6700
79000
P
K
Ca
kg per hektar
54
6
31
82
18
3
10
41
125
16
61
76
67
8
34
34
180
22
92
158
Mg
S
11
3
11
5
22
6
1
14
4
20
Stubbe + rotsystem
varav stubbe
Träd
23500
6200
102000
45
6
224
8
1
31
24
5
116
33
6
191
7
1
29
9
1
29
Markvegetation ovan mark
Mårskikt inkl. rötter
Markvegetation och mår
4000
35000
39000
40
525
565
4
24
29
20
52
72
16
140
156
4
35
39
6
28
34
Ståndort (växter + mår)
141000
789
60
188
347
68
63
Fosfor och baskatjoner
Bestånd på fastmarker har mycket stora totalförråd av kalcium, kalium och magnesium men mindre totalförråd av fosfor (figur MV16; figur MV17, överst).
Huvuddelen finns i mineraljorden. Tillgängligheten av näringsämnen från dessa
totalförråd bestäms dock av de mycket långsamma vittringsprocesserna; det är därför frigörelsehastigheterna, inte förrådens storlek, som är det relevanta på kort sikt.
De lättlösliga (växttillgängliga) förråden, vilka förnyas i takt med mineralvittring och mineralisering av organiskt material, utgör däremot kortsiktigt tillgänglig näring. Det bör här påpekas att dessa skattningar av ”växttillgängliga” näringsmängder i jorden i grunden är osäkra, eftersom bestämningarna görs genom
kemisk extraktion av jorden. Man kan dock konstatera att storleksordningen av
dessa förråd i mineraljorden är väldigt mycket mindre än de totala förråden och
har en mycket begränsad kapacitet för att buffra mot systemförluster.
Ett antagande om att näringsämnena i biomassan förs bort en gång vart 100:e
år, kan ses som en enkel känslighetsanalys. Det blir då tydligt (figur MV16–17)
vilka ungefärliga krav som måste ställas på tillskott genom vittring under 100-årsperioden (om mårlagrets totalförråd och de lättlösliga förråden ska hållas intakta).
Kväve
Situationen för kväve är något annorlunda (figur MV16; figur MV17,
överst). Markens förråd av kväve är inte bundet i mineral utan i det ackumulerade organiska materialet. Kvävets frigörelse från förrådet avgörs därför av
228
88
den mikrobiella nedbrytningen och kvävemineraliseringen. Den totala kvävemängden i marken jämfört med mängden i beståndet kan tyckas tämligen
stor, men det faktum att mycket av markkvävet är bundet i svårnedbrytbara
humusämnen innebär en stark begränsning av kväveomsättningen. En avsevärd del av kvävet i mårlagret och huvuddelen av mineraljordens kväve är
bundet i sådana stabila föreningar. De mest svårnedbrytbara har genomsnittliga omsättningstider på flera hundra år.
Förråden av lättillgängligt mineraliserat kväve i marken är oftast helt marginella (endast några kg per hektar – ej angivet i figuren). Kvävet tas upp av
mikroorganismer eller växter så fort det blir tillgängligt. Storleken på vegetationens kväveupptag och tillväxt är alltså mycket nära kopplat till kvävemineraliseringens hastighet.
Omvända förhållanden på torvmarker
Bestånd på djup torvmark saknar det långsiktiga förrådet knutet till vittringen av mineralpartiklar. De förråd av fosfor, kalium, kalcium och magnesium som finns i torven är näringsämnen som tillförts med tillrinnande
grundvatten och med nederbörd, och som sedan byggts in i den torvbildande
vegetationen. De totala förråden av fosfor, kalium (och även magnesium) är
mycket små (figur MV17, underst). Av de totalmängder som finns i torven är
dock en stor andel lättlösligt, särskilt för kalium.
En jämförelse av den stående biomassans innehåll av fosfor och kalium med
totalförråden i torven pekar mot att systemet har mycket liten buffertförmåga
mot näringsförluster med skörd.
Beträffande kvävet skiljer sig situationen istället till torvjordens fördel (figur
MVF17, underst). Eftersom allt jordmaterial består av kvävehaltigt organiskt
material finns det stora totalmängder kväve i torven. Visserligen är även i
detta fall huvuddelen av kvävet bundet i svårnedbrytbara humusämnen. Men
eftersom det totala förrådet är så stort, räcker det med en ganska blygsam nedbrytningshastighet av torven för att den sammantagna kvävemineraliseringen
under 100 år ska motsvara det kväveinnehåll som år ackumuleras i beståndet.
Effekter av GROT-skörd
GROT (grenar och toppar) är avverkningsrester som ofta tas ut vid avverkning,
främst slutavverkning. Denna skogsråvara används som biobränsle. Forskning
kring följderna av en sådan ökad skördeintensitet har bedrivits alltsedan
1970-talet och erfarenheterna har successivt sammanställts.229,230,231,232,233
Kardell, L. 1987. Kan marken undvara ris och stubbar? I: Skogen och energiförsörjningen. SLU. Skogsfakta Konferens nr 10, s. 9–27.
230
Wiklander, G. 1997. Skogsmarkens kemi. I: Marken i skogslandskapet, s. 163–186.
Skogsstyrelsen.
231
232
Jacobson, S., Kukkola, M., Mälkönen, E. & Tveite, B. 2000. Effects of whole-tree harvesting and compensatory fertilization on growth of coniferous thinning stands. For. Ecol.
Manage.129, s. 47–56.
233
Energimyndigheten, 2006. Miljöeffekter av skogsbränsleuttag och askåterföring i Sverige. En syntes av Energimyndighetens forskningsprogram 1997 till 2004.
Energimyndigheten Rapport ER 2006:44.
229
89
Som tidigare fastslagits, är det en vedertagen uppfattning att kvävetillgången
begränsar produktionen i huvuddelen av våra skogar. De varierande boniteter
vi kan mäta upp är alltså direkt kopplade till storleken på trädens faktiska upptag av kvävenäring (mineralkväve och aminosyra-kväve). Av detta följer att
förlust av förna som skulle kunna ge nettomineralisering av kväve, i princip
kan förväntas minska markens produktionsförmåga.
Vidare är det rimligt att anta att trädproduktionen drabbas mest negativt om
en sådan förnaförlust inträffar under den period av beståndets livscykel när
konkurrensen om kväve är som starkast – d.v.s. inte i plant- eller hyggesfasen
utan i det slutna beståndet.
Vid bedömning av näringsförluster och produktionseffekter av biomassauttag kan erfarenheterna av konventionell stamskörd vara en rimlig jämförelsesituation.
TALL
GRAN
Dbrh = 25 cm
Dbrh = 25 cm
Grenar utan barr
20% (44 kg)
Grenar utan barr
27% (80 kg)
Barr
5% (10 kg)
Barr
10% (28 kg)
Stamved
70% (148 kg)
Stamved
57% (167 kg)
Stambark
5% (11 kg)
Stambark
6% (16 kg)
(Stubbe 19 kg)
(Rötter > 5 cm 31 kg)
(Stubbe 20 kg)
(Rötter > 5 cm 42 kg)
Figur MV18. Fördelning av trädets biomassa. Angiven dels i procent av
total biomassa ovan stubbe, dels som absoluta mängden torrsubstans.
Beräknat för träd med 25 cm brösthöjdsdiameter, med Marklunds biomassafunktioner.234 Illustration Bo Persson
GROT med barr eller löv utgör ca 1/3 av biomassan ovan stubben (figur
MV18). Det kan skördas färskt, d.v.s. med barr eller löv kvar på grenarna.
Tillsammans med skörden av stammarna blir detta liktydigt med så kallat
helträdsuttag. Uttag av GROT med kvarsittande barr kan medföra 3–4 gånger större näringsförluster jämfört med enbart stamuttag, beroende på att
halterna är höga i barr (tabell MV6). Alternativt kan GROT skördas efter avbarrning, även om detta i praktiken har visat sig problematiskt.
Näringsförlusterna blir då endast fördubblade jämfört med stamuttag.
Marklund, L.G. 1988. Biomassafunktioner för tall, gran och björk i Sverige. SLU, inst.
för skogstaxering. Rapport 45.
234
90
GROT-skörd ger tillväxtförluster
I de flesta fall ger GROT-uttag vid kalavverkning tillväxtförluster i granplanteringar. De negativa tillväxteffekterna 15–30 år efter avverkning motsvarar
några års fördröjd tillväxtutveckling. I tallplanteringar har däremot tillväxtförluster inte kunnat påvisas. Efter röjning eller gallring med GROT-uttag är
tillväxtförlusterna ca 10 % av grundyte- eller volymstillväxten och ungefär
lika stora för gran och tall. Det är också visat att denna tillväxtförsämring
i huvudsak beror på begränsad tillgång på kväve, inte på baskatjoner eller
fosfor.235 Det är dock fortfarande oklart hur stora de ackumulerade förlusterna blir efter en full omloppstid, och likaså hur utvecklingen ser ut på ännu
längre sikt. Kommer systematiskt upprepade GROT-uttag även under nästa
trädgeneration att ytterligare minska tillväxten jämfört med traditionell stamskörd, eller kommer näringsutbudet och tillväxten att stabiliseras på en visserligen lägre men uthållig nivå?
GROT-skörd ger viss markförsurning
Uttag av GROT medför att den ökning av basmättnadsgraden i humuslagret
som normalt sker efter hyggesupptagning blir mindre.236,237 Likaså blir normalt pH-ökningen mindre kraftig, jämfört med situationen då riset lämnas
kvar. Vidare minskar utlakningen av baskatjoner (Ca, K, Mg). Ristäktens
effekter på nitratutlakningen är inte helt entydiga, men oftast minskar kväveutlakningen något, eftersom det mest kväverika förnamaterialet bortförs.
Sammantaget kan alltså GROT-uttag vara en positiv åtgärd för att minska
näringsutlakning under hyggesfasen, men samtidigt ha en försurande verkan
på marken.
Olämpligt på torvmarker
På vissa djupa torvmarker kan till och med konventionell stamskörd leda till
brist på fosfor eller kalium under nästa trädgeneration. De ytterligare förluster av fosfor och kalium som sker med uttag av GROT, gör en sådan åtgärd
mycket olämplig på dessa marker. Om däremot ståndorten kompenseras genom PK-gödsling eller askgödsling, kan GROT-skörd möjligen vara försvarbart. Detta är dock inte studerat.
Effekter av stubbrytning
Skörd av stubbar stör ståndortens näringskretslopp på samma sätt som skörd
av GROT. Biomassan som tas ut vid brytning av stubbar och grova rötter domineras emellertid av vedvävnad och bark, varför växtnäringsförlusterna blir
avsevärt mindre än vid GROT-uttag (figur MV18; tabell MV6). Allvarliga
negativa effekter på markens långsiktiga produktionsförmåga torde därför
vara osannolika, möjligen med viss tvekan ifråga om grovkorniga, torra och
humusfattiga mineraljordar, samt djupa torvjordar. Produktionsförluster på
Manage.129, s. 47–56.
236
237
Staaf, H. & Olsson, B.A. 1994. Effects of slash removal and stump harvesting on soil
water chemistry in a clearcutting in SW Sweden. Scand. J. For. Res. 9, s. 305–310.
235
91
grund av stubbrytning har inte heller kunnat påvisas.238,239
På likande sätt kan markförsurningseffekten av stubbskörd förväntas vara
lägre än för GROT-skörd. Stubbarnas ved innehåller dock mycket kol, vilket dessutom avsätts nere i jorden där nedbrytningsförhållandena är mindre
gynnsamma än på ytan, varför markens kolförråd skulle kunna påverkas mer
negativt av stubbrytning än av GROT-skörd. En studie av markens kolförråd 20–25 år efter stubbskörd tyder på att markförrådet kan minska på vissa
ståndortstyper, men att denna kolförlust kompenseras av större inbindning av
kol i beståndet.240
Effekterna på grund- och ytvatten bör vara starkt kopplade till graden av
markstörning, vilken är av samma storleksordning som efter markberedning.
De två viktigaste aspekterna är partikelerosion till ytvatten och kväveutlakning. Liksom vid markberedning, beror sedimenttransporten till ytvatten i
hög grad på markskadornas omfattning nära vattnet. En studie av stubbrytning i sydvästra Sverige har indikerat att nitrifikation och kortvarigt ökad
kväveutlakning kan uppstå.241
Tar baskatjonerna i marken slut?
Skogsbeståndens kvävebegränsning har under 1900-talet mildrats genom
bland annat förbättrat skogstillstånd, större kvävenedfall från atmosfären och
i någon mån även skogsgödsling. Effekten av detta är högre tillväxt, vilket
ställer större krav på tillgång av andra näringsämnen i marken.
En viktig samtida förändring är ökningen av det försurande atmosfäriska
nedfallet. Detta har under senare delen av 1900-talet medfört onaturligt stora
förluster av framför allt baskatjoner från marken. Lägg slutligen därtill större
biomassauttag i form av GROT och eventuellt även stubbar – vilket innebär
avsevärt mycket större bortförsel av bland annat baskatjoner och fosfor. Mot
denna bakgrund är det naturligt att fråga sig om tillväxten i framtidens skogar kan bli begränsad av något annat näringsämne än kväve.
Den kritiska frågan blir om vittringen, tillsammans med det atmosfäriska
nedfallet, långsiktigt har kapacitet att tillföra de mängder baskatjoner och
fosfor som krävs för att balansera summan av förluster genom försurningsrelaterad utlakning och genom biomassauttag.
Historisk vittringshastighet har skattats genom att jämföra ytskiktets
mineralsammansättning med ovittrat material på större djup i profilen.242
Framskrivning av sådana beräkningar till att gälla även den framtida vittringshastigheten är problematisk, eftersom det måste bygga på en del osäkra
Kardell, L. 1987. Kan marken undvara ris och stubbar? I: Skogen och energiförsörjningen. SLU. Skogsfakta Konferens nr 10, s. 9–27.
239
Energimyndigheten. 2007. Miljökonsekvenser av stubbskörd – en sammanställning av
kunskap och kunskapsbehov. Energimyndigheten. Rapport ER 2007:40.
240
Egnell, G., Jurevics, A. & Peicl, M. 2015. Negative effects of stem and stump harvest and
deep soil cultivation on the soil carbon and nitrogen pools are mitigated by enhanced tree
growth. For. Ecol. Manage.338, s. 57–67.
241
Staaf, H. & Olsson, B.A. 1994. Effects of slash removal and stump harvesting on soil
water chemistry in a clearcutting in SW Sweden. Scand. J. For. Res. 9, s. 305–310.
242
Olsson, M. & Melkerud, P.-A. 1991. Determination of weathering rates based on geochemical properties of the soil. I: Environmental Geochemistry in Northern Europe. Proc.
Symp. in Rovaniemi, Finland, 17–19 Oktober, 1989 (ed. Pulkinen, E.). Geol. Survey of
Finland, Special Paper 9, s. 69–78.
238
92
antaganden. Inbegripet dessa osäkerheter, pekar emellertid resultaten mot att
den beräknade vittringen inte kommer att kunna uppväga förluster av baskatjoner i ett skogsbruk med intensivt biomassanyttjande, samtidigt som nedfall
av försurande ämnen fortgår.243,244
Prognoserna förutsäger vidare, att underskottet av kalcium sannolikt blir
allra störst, samt att inte ens traditionellt stamuttag är uthålligt inom vissa
regioner i Sverige.
Ett annat angreppssätt har varit att skatta den framtida vittringen med simuleringsmodeller. Dessa modeller beräknar de befintliga markmineralens
sönderfall med hjälp av kemiska jämviktsmodeller.245 Även denna prognosmetodik har indikerat att tillförsel av baskatjoner med nedfall och vittring
inte kommer att kunna uppväga de sammantagna förlusterna orsakade av försurande nedfall och intensivt skogsbruk. Med detta som grund har allvarliga
konsekvenser för skogarnas vitalitet och produktionsförmåga förutspåtts.246,247
Debatt om skogsbrukets uthållighet
Med utgångspunkt från ovan beskrivna förutsägelser, fördes från 1990-talets
början en debatt om skogsbrukets uthållighet och om de troliga framtida
konsekvenserna för skogsekosystemen.248 Diskussionen om skogsbrukets
uthållighet och konsekvenser är svår, eftersom denna fråga ingår i ett större
och komplext sammanhang. För det första innefattar problemkomplexet inte
bara förlust av baskatjoner genom biomassaskörd och genom antropogen
försurning, utan även effekter av kvävenedfall och andra luftföroreningar.
För det andra gäller konsekvensbedömningarna inte bara skogsträden och
deras tillväxt, utan också ett stort antal andra skogsväxter och markorganismer med varierande toleransnivåer när det gäller markens kemiska tillstånd.
Och för det tredje påverkar skogsmarken vattenekosystemen via avrinningsvattnet, varför även dessa konsekvenser måste beaktas.
I debatten bestreds aldrig åsikten att utarmning av markens tillgängliga
förråd av baskatjoner, på grund av försurning och intensivt biomassanyttjande, kan få allvarliga och långsiktiga konsekvenser. Däremot ifrågasattes
tillförlitligheten i simuleringsmodellernas resultat, liksom i de konsekvensbeskrivningar för skogsekosystemen som framfördes.249,250
Olsson, M. Melkerud, P.-A. & Rosén, K. 1993. Regional modelling of base cation losses
from Swedish forest soils due to whole-tree harvesting. I: Applied Geochemistry, suppl.
Issue No. 2 (Hichon, B. & Fuge, R., eds.). Proc. From 2nd Internat. Symp. on Environmental
Geochemistry, Uppsala 1991, s. 189–194.
244
Skogsstyrelsen.
245
Warfvinge, P. & Sverdrup, H. 1992. Calculating critical loads of acid deposition with
PROFILE – a steady state chemistry model. Water, Air and Soil Pollution 63, s. 119–143.
246
Sverdrup, H., Warfvinge, P. & Nihlgård, B. 1994. Assessment of soil acidification effects
on forest growth in Sweden. Water Air Soil Poll. 78, s. 1–36.
247
Sverdrup, H. & Warfvinge, P. 1995. Critical loads of acidity for Swedish forest ecosystems. Ecol. Bull. 44, s. 75–89.
248
FRN. 1993. Behöver skogen intensivvårdas? FRN, Källa 42.
249
Lökke, H., Bak, J. Falkengren-Grerup, U., Finlay, R.D., Ilvesniemi, H., Nygardh, P.H., &
Starr, M. 1996. Critical loads of acidic deposition for forest soils – is the current approach
adequate? Ambio 25, s. 510–516.
250
Binkley, D. & Högberg, P. 1997. Does atmospheric deposition of nitrogen threaten
Swedish forests? For. Ecol. Manage.92, s. 119–152.
243
93
En avgörande osäkerhet i sammanhanget var att skogsekosystemets dynamiska natur till stor del blev obeaktad i de modeller som låg till grund för
framförda scenarier. Med detta avses till exempel markorganismernas och
växternas förmåga att anpassa sig till ändrade markförhållanden, liksom deras förmåga att direkt eller indirekt påverka vittringshastigheten.251
De ”aktiva motåtgärder” som föreslogs, markkalkning och asktillförsel, ifrågasattes också. Osäkerheten gällde främst huruvida kalkning och asktillförsel
verkligen skulle ge övervägande positiva och önskade effekter, jämfört med de
negativa och oönskade effekter som åtgärderna förvisso också kan ha.252,253,254,255
Försöksverksamhet med kalkning och asktillförsel
Mediadebatten om skogsskador var i slutet av 1980-talet och början av
1990-talet mycket intensiv. I Sverige rapporterades eskalerande skogsskador
i form av barrförluster som gav kronutglesning, samt onormala kådflöden
i granskog. Hotbilden mot skogen förstärktes av larmrapporter om stora
arealer döende skog i framför allt Tyskland och Tjeckien (”Waldsterben”,
”Skogsdöden”, ”Forest Decline”).256
Skogsvårds- och naturvårdsmyndigheter efterfrågade kunskapsunderlag
för att eventuellt vidta motåtgärder, däribland kalkning och asktillförsel.
Skogsstyrelsen fick 1989 i uppdrag att ”planera och utveckla beredskap för
kalknings- och vitaliseringsinsatser i skogsmark”.257 Trots oenigheten bland
forskare startades en tämligen omfattande försöksverksamhet i sydvästra
Sverige. Denna pågick mellan 1993 och 2002 (se ”Gödsling”). Syftet var
dels att åtgärden skulle motverka skogsmarkens försurning och följdeffekter
av denna, såsom näringsobalans (baskatjoner), sämre trädvitalitet och floraförändringar, dels att den skulle motverka försurningen av ytvatten.
En slutlig utvärdering av Skogsstyrelsens kalkningsverksamhet mellan
1993 och 2003 har emellertid lett till en omsvängning så att storskalig kalkning inte längre rekommenderas.258 Det finns flera skäl till att den sammantagna bedömningen ändrats.
Rosling, A. & Finlay, R. 2004. Mykorrhizasvampar kan vittra mineraljord. SLU.
252
Rapport 4559.
253
Rapport 1–1999.
254
Skogsstyrelsen. 2001. Markförsurning & Motåtgärder. Skogsstyrelsen. Temaserie.
Rapport nr 11A, nr 11B, nr 11C, nr 11D, nr 11E, nr 11F, nr 11G, nr 11H, nr 11I.
255
Energimyndigheten. 2006. Miljöeffekter av skogsbränsleuttag och askåterföring i Sverige.
En syntes av Energimyndighetens forskningsprogram 1997 till 2004. Energimyndigheten
Rapport ER 2006:44.
256
Huettl, R.F. & Mueller-Dombois, D. (eds.). 1993. Forest decline in the Atlantic and
Pacific region. Springer Verlag.
257
Skogsstyrelsen. 2001. Åtgärder mot markförsurning och för ett uthålligt brukande av
skogsmarken. Meddelande 4–2001.
258
Hjerpe, K., Olsson, P. & Eriksson, H. 2008. Skogsmarkskalkning. Skogsstyrelsen.
Rapport 15–2008.
251
94
Det finns inte längre starka motiv för den ”vitalisering” av barrskogsbestånd som på tidigt 1990-tal ansågs behövas. Skogsskador i form av kronutglesning och kådflöden har inte kunnat knytas till försurad mark, och tendenser till minskad tillväxt i försurade områden har inte kunnat påvisas.259,260
I bok- och ekbestånd i sydligaste Sverige har dock ett samband mellan kronutglesning och basmättnadsgrad i marken påvisats.261
Det allmänna försurningsläget i skogsmark, mätt som markens pH och
basmättnadsgrad, har efter de senaste årtiondenas nedgång i svaveldeposition förbättrats snabbare än förväntat.262 Likaså har en naturlig återhämtning
skett i försurade ytvatten. Dessa trender har dock inte märkbart förstärkts
i de områden där kalkning utförts. Den relativt låga giva som spridits i
Skogsstyrelsens kalkningsprogram (ca 3 ton kalkverkan/ha) har visserligen
höjt pH och basmättnadsgrad i markens ytskikt, men har visat sig otillräcklig
för att få avsedd verkan på större djup i marken och i avrinnande vatten från
de kalkade områdena.263
Avslutningsvis bör sägas att även om inställningen till storskalig skogsmarkskalkning har ändrats, så är frågan om skogsbrukets påverkan på skogsmarkens näringsbalanser och ytvattnens kvalitet fortsatt viktig. Alternativa
långsiktiga strategier för att förändra skogsbrukets påverkan på mark och
vatten i önskad riktning, kommer sannolikt att uppmärksammas mera. Det
kan exempelvis gälla näringskompensation vid intensivt biomassanyttjande,
anpassad skogsskötsel och trädslagssammansättning.
Elfving, B. & Tegnhammar, L. 1996. Trends of tree growth in Swedish forests 1953–
1992: an analysis based on sample trees from the National Forest Inventory. Scand. J. For.
Res. 11, s. 38–49.
260
261
Andersson, S. & Sonesson, K. 2000. Skogsskadeinventering av bok och ek i Sydsverige
1999. Skogsstyrelsen. Rapport 6–2000.
262
Stendahl, J. 2007. Utvärdering av miljötillståndet och trender i skogsmark. I: Bara naturlig försurning. Bilagor till underlagsrapport till fördjupad utvärdering av miljömålen, bilaga
2. Naturvårdsverket. Rapport 5780.
263
259
95
Litteratur
Ahti, E. & Päivänen, J. 1997. Responses of stand growth and water table level to maintenance of ditch networks within forest drainage areas. In: Trettin, C., Jurgensen, M.,
Grigal,M., Gale, M. & Jeglum, J. (eds.). Northern Forested Wetlands. Ecology and
Management. Lewis Publishers.
Albrektson, A. & Lundmark, T. 1991. Vegetationens storlek och omsättning inom en barrskog i norra Sverige, samt näring i vegetation och mark och dess omsättning i samband
med växandet. SLU, inst. för skogsskötsel. Arbetsrapporter nr 52.
Andersson, S. & Sonesson, K. 2000. Skogsskadeinventering av bok och ek i Sydsverige
1999. Skogsstyrelsen. Rapport 6–2000.
Andersson, S. & Wiklert, P. 1972. Markfysikaliska undersökningar i odlad jord. XXIII.
Grundförbättring Nr 2–3, 1972.
Berg, A. 1932. Studier över restbeståndet i den svårföryngrade granskogen. Norrlands
Berg, B. 1999. Humusupplagring i svensk skogsmark – en sänka för koldioxid. SLU.
Berg, B. 2000. Litter decomposition and organic matter turnover in northern forest soils.
Forest Ecology and Management 133, s. 13–22.
Berg, B. 2000. Uppbyggnad av humuslager i boreal skog – från förna till humus.
Energimyndigheten. TB 00/5.
Bergh, J., Linder, S. & Bergström, J. 1999. Intensivodling av gran – en outnyttjad möjlighet.
SLU. FaktaSkog nr 2–1999.
Bergh, J. & Oleskog, G. 2006. Slutrapport för Fiberskogsprogrammet. SLU, inst. för sydsvensk skogsvetenskap. Arbetsrapport nr 27.
Bergquist, B., Lundin, L. & Andersson, A. 1984. Hydrologiska och limnologiska konsekvenser av skogs- och myrdikning. Siksjöbäcksområdet 1979–1983. Uppsala universitet.
Limnologiska institutionen. Rapport LIU 1984 B:4.
Binkley, D. & Högberg, P. 1997. Does atmospheric deposition of nitrogen threaten Swedish
forests? For. Ecol. Manage.92, s. 119–152.
Bishop, K. & Åkerblom, S. 2006. Skogsbruk och kvicksilverproblematik i mark och vatten.
En översikt av kunskapsläget. SLU, inst. för Miljöanalys. Rapport 2006:21.
Bohlin, E., Hämäläinen, M. & Sundén, T. 1989. Botanical and chemical characterization of
peat using multivariate methods. Soil Science 147, s. 252–263.
Braekke, F. 1970. Myrgrøftning for skogsproduksjon. Tidskrift for Skogsbruk 78, s. 227–
238.
Braekke, F. 1972. Varmehusholdning og mikroklima på ulike myrtyper. Meddelamden fra
det Norske Skogsforsøksvesen nr 119, hefte 1.
Braekke, F. 1994. Diagnostiske grenseverdier for naeringselementer i gran- og furunåler.
NISK, No. 15.
Breemen, N. van, Finlay, R., Lundström, U., Jongmans, A.G., Giesler, R. & Olsson, M.
2000. Mycorrhizal weathering – a true case of mineral plant nutrition. Biogeochemistry
49, s. 53–67.
Christensen, W. 1941. Moseafvanding og svovelsyreforgiftning i vandløb.
Ferskvandsfiskeribladet 39, s. 67–78.
Dahl, K. 1923. Massedød blandt ørret ved forgiftning mad avløbsvand fra myrer. Norsk
Jaeger og Fisker. Hefte 2, s. 1–5.
Dahlberg, A., Croneberg, H. & Hallingbäck, T. 2000. Sveriges mykorrhizasvampar – en
översikt av arter, förekomst och ekologi. Svensk Botanisk Tidskrift 94, s. 267–285.
DeLuca, T., H., Zackrisson, O. & Nilsson, M.C. 2002. Quantifying nitrogen-fixation in feather moss carpets of boreal forests. Nature 419, s. 917–920.
Derome, J., Kukkola, M. & Mälkönen, E. 1986. Forest liming on mineral soils. Results from
Finnish experiments. Naturvårdsverket. Rapport 38.
Ebeling, F. 1972. Norrländska skogsvårdsfrågor. Skogsstyrelsen.
96
Egnell, G., Albrektson, A., Örlander, G., Jansson, E. & Sjögren, H. 1991. Hesselmans helhackningsförsök på tallhed i Vindeln – tillväxt och näringsförhållanden 67 år efter markberedning. SLU, inst. för skogsskötsel. Arbetsrapporter nr 55.
Egnell, G., Jurevics, A. & Peicl, M. 2015. Negative effects of stem and stump harvest and
deep soil cultivation on the soil carbon and nitrogen pools are mitigated by enhanced tree
growth. For. Ecol. Manage.338, s. 57–67.
Eklöf, K. & Bishop, K. 2010. Export av kvicksilver tuill akvatiska miljöer – skogsbrukets
påverkan. SLU. FaktaSkog nr 7–2010.
Eklöf, K., Kraus, A., Weyhenmeyer, G.A., Meili, M. & Bishop, K. 2010. Forestry influence
by stump harvest and site preparartion on methylmercury, total mercury and other stream
water chemistry parameters across a boreal landscape. Ecosystems 15, s. 1308–1320.
Elfving, B. & Tegnhammar, L. 1996. Trends of tree growth in Swedish forests 1953–1992:
an analysis based on sample trees from the National Forest Inventory. Scand. J. For. Res.
11, s. 38–49.
Eliasson, L. & Wästerlund, I. 2007. Effects of slash reinforcement of strip roads on rutting
and soil compaction on a moist fine-grained soil. For. Ecol. Manage. 232, s. 118–123.
Energimyndigheten. 2007. Miljökonsekvenser av stubbskörd – en sammanställning av kunskap och kunskapsbehov. Energimyndigheten. Rapport ER 2007:40.
Energimyndigheten. 2006. Miljöeffekter av skogsbränsleuttag och askåterföring i Sverige.
En syntes av Energimyndighetens forskningsprogram 1997 till 2004. Energimyndigheten
Rapport ER 2006:44.
Eneroth, O, 1937. Självföryngringen på kalhuggna granråhumusmarker. Norrlands
Skogsvårdsförbunds Tidskrift 1937.
Eriksson, J., Nilsson, I. & Simonsson, M. 2005. Wiklanders Marklära. Studentlitteratur.
Ernfors, M., von Arnold, K., Stendahl, J., Nordin, A., Giesler, R., Högberg, M. & Högberg,
P. 2007. Nitrous oxide emissions from drained organic forest soils – an up-scaling based
on C:N ratios. Biogeochemistry 84, s. 219–231.
Fagerström, H., Wiesel, C.-E. & SGF:s laboratoriekommitté. 1972. Permeabilitet och kapillaritet. BFRs informationsblad B7:1972.
Forskningsstiftelsen Skogsarbeten. 1980. Skogsproduktion på våtmark. Forskningsstiftelsen
Skogsarbeten. Redogörelse nr 3–1980.
FRN, 1993. Behöver skogen intensivvårdas? Källa 42.
Fröding, A. 1992. Gallringsskador – en studie av 403 bestånd i Sverige 1988. SLU, inst. för
skogsteknik. Rapport nr 193.
Goulet, F, 2000. Frost heaving of planted seedlings in the boreal forest of Northern Sweden.
SLU, inst. för skogsskötsel. Rapport nr 45.
Grip, H. & Rohde, A. 1988. Vattnets väg från regn till bäck. Hallgren & Fallgren
Studieförlag.
Gustafsson, J. 1980. Dikningsteknik. I: Skogsproduktion på torvmark. Forskningsstiftelsen
Skogsarbeten. Redogörelse nr 3–1980.
Hallsby, G. 1995. Hyggesbränningens inflytande på virkesproduktionen i boreala skogar.
En uppdatering av kunskapsläget beställd av MoDo skog november 1995. SLU, inst. för
skogsskötsel. Arbetsrapporter nr 109.
Hannerz, M., Holmen, H. & Sundström, E. 1988. Från myr till skog. Skogsodlingsförsök
med olika dikesavstånd och gödselgivor på kal myr. SLU, inst. för skoglig ståndortslära.
Stencil nr 9.
Heikurainen, L. 1972. Hydrological changes caused by forest drainage. International.
Association. of Hydrological Science (IASH-AISH), Publ. 105, s. 493–499.
Heikurainen, L, 1973. Skogsdikning. P.A. Nohrstedt & Söners Förlag, Stockholm.
Heikurainen, L., Kenttämies, K. & Laine, J. 1978. The environmental effects of forest drainage. Suo 29, s. 49–58. Helsingfors.
Hesselman, H. 1917. Om våra skogsföryngringsåtgärders inverkan på salpeterbildningen i
marken och dess betydelse för barrskogens föryngring. Meddelanden från Statens skogsförsöksanstalt 13–14, s. 297–528.
Hesselman, H. 1919. Studier over de norrländska tallhedarnas föryngringsvillkor. II.
97
Svenska Skogsvårdsföreningens Tidskrift 1919, s. 29–76.
Hesselman, H. 1937. Om humustäckets beroende av beståndets ålder och sammansättning i
den nordiska granskogen av blåbärsrik Vacciniumtyp och dess inverkan på skogens föryngring och tillväxt. Meddelanden från Statens skogsförsöksanstalt 30, s. 529–716.
Hillel, D. 1982. Introduction to Soil Physics. Academic Press Inc.
Hjerpe, K., Olsson, P. & Eriksson, H. 2008. Skogsmarkskalkning. Skogsstyrelsen. Rapport
15–2008.
Skogsproduktion på torvmark. Forskningsstiftelsen Skogsarbeten. Redogörelse nr
3–1980.
Holmgren A & Törngren E, 1932. Studier i den norrländska föryngringsfrågan. Norrlands
Holt Hansen, K., Granhus, A., Bergsten, U., Ottosson Löfvenius, M., Grip, H. & de Chantal,
M. 2007. Frost-heaving damage to one-year-old Picea abies seedlings increases with soil
horizon depth and canopy gap size. Can. J. For. Res. 37, s. 1236–1243.
Huettl, R.F. & Mueller-Dombois, D. (eds.). 1993. Forest decline in the Atlantic and Pacific
region. Springer Verlag.
Hånell, B. 2008. Handledning i bonitering. Del 4. Torvmark: praktiska anvisningar.
Skogsstyrelsen. 16 s.
Hånell, B. 1987. Torvmark. I: Lundmark J.-E. Skogsmarkens ekologi. Ståndortsanpassat
skogsbruk. Del 2 – tillämpning. Skogsstyrelsen.
Hånell, B. 2004. Arealer för skogsgödsling med träaska och torvaska på organogena jordar i
Sverige. Värmeforsk. Miljöriktig användning av askor 872.
Hånell, B. 2009. Möjlighet till höjning av skogsproduktionen i Sverige genom dikesrensning, dikning och gödsling av torvmarker. I: Fahlvik, N., Johansson, U & Nilsson,
U. (eds.). Skogsskötsel för ökad tillväxt. Faktaunderlag till MINT-utredningen. SLU.
Rapport. Bilaga 4:1–28.
Hällström, C., Karlsson, L., Gren, L., Myrdal-Runebjer, E., Kardell, Ö. & Lorén, D. 2001.
Fornlämningar och kulturmiljöer i skogsmark. Skogsstyrelsen. Rapport 8E–2001.
Högberg, P., Larsson, S., Lundmark, T., Moen, J., Nilsson, U. & Nordin, A. 2014. Effekter
av kvävegödsling på skogsmark. Kunskapssammanställning utförd av SLU på begäran av
Skogsstyrelsen. Skogsstyrelsen. Rapport 1.
Högberg, M.N., Myrold, D.D., Giesler, R. & Högberg, P. 2006. Contrasting patterns of
soil N-cycling in model ecosystems of fennoscandian boreal forests. Oecologia 147, s.
96–107.
Högbom, L. & Jacobson, S. 2002. Kväve 2002 – en konsekvensbeskrivning av skogsgödsling i Sverige. Skogforsk. Redogörelse nr 6–2002.
Hökkä, H., Alenius, V. & Salminen, H. 2000. Predicting the need for ditch network maintenance in drained peatland sites in Finland. Suo 51, s. 1–10. Helsingfors.
Inselsbacher, E. & Näslund, T. 2012. The below-ground perspective of forest plants:soil
provides mainly organic nitrogen for plants and mycorrhizal fungi. New Phytologist, 195,
s. 329–334.
IPCC. 2014. Climate change 2014: Synthesis Report. Fifth Assessment Report (AR5) of
the Intergovernmental Panel on Climate Change (eds. Pachauri, R.K. & Meyer, L. IPCC,
Geneva, Switzerland.
Manage.129, s. 47–56.
Jansson, K.-J. 1998. Effects of machinery traffic in forestry on soil properties and tree
growth. Acta Universitatis Agricultutrae Sueciae. Silvestria 66.
Johansson, M.-B. 1987. Radikal markberedning – olämpligt sätt att utnyttja kväveförrådet i
avverkningsresterna. Sveriges Skogsvårdsförbunds Tidskrift 2, s. 35–41.
Rapport 1–1999.
Jönsson, O. & Nilsson, C. 1996. Aska från biobränslen. Kungliga Skogs- och
98
Lantbruksakademiens Tidskrift 135, s. 25–36.
Kardell, L. 1987. Kan marken undvara ris och stubbar? I: Skogen och energiförsörjningen.
SLU. Skogsfakta Konferens nr 10, s. 9–27.
Karlsson, P.E., Zetterberg, T., Hellsten, S. & Munthe, J. 2007. Kvicksilverutlakning från
växande, avverkad och stormskadad skog. IVL Rapport B1767.
Kasimir Klemedtsson, Å., Nilsson, M., Sundh, I. & Svensson, B. 2000. Växthusgasflöden
från myrar och organogena jordar. Naturvårdsverket. Rapport 5132.
Korkama, T., Fritze, H., Pakkanen, A. & Pennanen, T. 2007. Interactions between extraradical ectomycorrhizal mycelia, microbes associated with the mycelia and growth rate of
Norway spruce (Picea abies) clones. New Phytologist 173, s. 798–807.
Kronnäs, V., Westerberg, I., Zetterberg, T., Pröjts, J., Holmström, C. & Stibe, L. 2012.
Långsiktiga effekter på vattenkemi, öringbestånd och bottenfauna efter ask- och kalkbehandling i hela avrinningsområden i brukad skogsmark – utvärdering 13 år efter åtgärder
mot försurning. Skogsstyrelsen. Rapport 6–2012.
Lauhanen, R. & Ahti, E. 2001. Effects of maintaining ditch networks on the development of
Scots pine stands. Suo 52, s. 29–38. Helsingfors.
Linder, S,1995. Foliar analysis for detecting and correcting nutrient imbalances in Norway
spruce. Ecological Bulletins 44, s. 178–190.
Linder, S. 1997. Virkesproduktionens gränser. Kungliga Skogs- och Lantbruksakademiens
Tidskrift 136, s. 21–27.
Lindquist, B, 1937. Om några parasitiska marksvampar i nordsvenska råhumusmarker.
Norrlands Skogsvårdsförbunds Tidskrift 1937, s. 289–317.
Lindroth, A. & Grip, H. 1987. Orsaker till avrinningsökning efter kalavverkning. Vatten 43,
s. 291–298.
Lundin, L, 1979. Kalhuggningens inverkan på markvattenhalt och grundvattennivå. SLU.
Rapporter i skogsekologi och skoglig marklära 36.
Lundin, L. 1995. Vattnet i skogsmarken. Skogsbrukets effekter på hydrologi och vattenkemi.
Skog och Forskning 1995, s. 8–16.
Lundmark, J.-E. 1977. Marken som en del av det skogliga ekosystemet. Sveriges
Grunder. Skogsstyrelsen.
Lökke, H., Bak, J. Falkengren-Grerup, U., Finlay, R.D., Ilvesniemi, H., Nygardh, P.H., &
Starr, M. 1996. Critical loads of acidic deposition for forest soils – is the current approach
adequate? Ambio 25, s. 510–516.
Löfgren, S. 1991. Naturliga och antropogena källors betydelse för de ökade halterna av
kväve och organiskt material i Västerdalälven och Klarälven, 1965–89. Naturvårdsverket
Rapport 3902.
Magnusson, T. 1982. Skogs- och myrdikningens inverkan på försurningen av ytvatten – en
litteraturstudie. Naturvårdsverket. Rapport 1626.
Magnusson, T. & Hånell, B. 1996. Aska till skog på torvmark. NUTEK. Ramprogram
Askåterföring, R 1996:85.
Magnusson, T. & Hånell, B. 2000. Aska för beskogning av torvtäkter. Påverkan på växtnäringsförhållanden, tungmetallhalter och vattenkvalitet. Energimyndigheten, ER 2000.
Malmström, C. 1928. Våra torvmarker ur skogsdikningssynpunkt. Meddelanden från Statens
skogsförsöksanstalt 1928, 24.
Marklund, L.G. 1988. Biomassafunktioner för tall, gran och björk i Sverige. SLU, inst. för
skogstaxering. Rapport 45.
99
Melin, E. & Nilsson, H. 1953. Transfer of labelled nitrogen from glutamic acid to pine seedlings through the mycelium of Boletus variegates. Nature 171, s. 134.
Munthe, J. & Hultberg, H. 2004. Mercury and methylmercury in run-off from a forested
catchment – concentrations, fluxes and their response to manipulations. Water Air and
Soil Pollution 4, s. 607–618.
Möller, G. 1983. Borbristskador efter upprepad kvävegödsling på fastmark. Föreningen
skogsträdsförädling, Institutet för skogsförbättring. Årsbok 1982, s. 47–70.
Rapport 4559.
Nilsson, M.-C. & Wardle, D. 2005. Understory Vegetation as a Forest Ecosystem Driver:
Evidence from the Northern Swedish Boreal Forest. Frontiers in Ecology and the
Environment 3, s. 421–428.
Nohrstedt, H.-Ö. 1990. Tillväxteffekter vid gödsling med olika näringsämnen i barrskog.
En sammanfattning av resultat erhållna vid Institutet för skogsförbättring. I: Liljelund
Nohrstedt, H.-Ö. 1993. Den svenska skogens kvävestatus. Skogforsk. Redogörelse nr
8–1993.
Nohrstedt, H.-Ö. & Westling, O. 1995. Miljökonsekvensbeskrivning av STORA SKOGs
gödslingsprogram, Del 2, bedömning. Institutet för Vatten och Luftvårdsforskning, B
1219, Aneboda.
Nômmik, H. & Wiklander, G. 1983. Syra/bas verkan hos kvävegödselmedel använda vid
skogsgödsling. Naturvårdsverket. Rapport PM 1657.
Normark, E. 2011. Riktlinjer för uthålligt skogsbruk. Holmen Skog. Tillgänglig på: http://
www.holmen.com/sv/Skog/
Nykvist, N. 1977. Skogliga åtgärders inverkan på storlek och tillgänglighet av ekosystemets näringsförråd. I: Markvård. Skogsmarkens egenskaper och nyttjande. Sveriges
Nykvist, N. 2000. Effects of clearfelling, slash removal and prescribed burning on amounts
of plant nutrients in biomass and soil. Studia Forestalia Suecica no 210.
Näsholm, T., Högberg, P., Franklin, O. & Högberg, M.N. 2014. Är mykorrhizan en bidragande orsak till skogens kvävebrist? SLU. FaktaSkog 1–2014.
Teikmanis, A. 1954. Några studier över de mossrika granskogarna i Norrland och deras föryngringsproblem. Norrlands Skogsvårdsförbunds Tidskrift 1954, s. 307–434.
Odin, H. 1969. Hyggesstruktur och mikroklimat. I: Föryngringsfrågor i det mekaniserade
skogsbruket. Kurskompendium. Sveriges Jägmästares och Forstmästares Riksförbunds
Odin, H. 1976. Skogsmeteorologiska faktorers förändring med kalhuggning. Del I.
Skogshögskolan, inst. för skogsföryngring. Rapporter och uppsatser nr 73–1976.
Olsson, M. 1977. Körskador i skogsbruket – ett markvårdsproblem. I: Markvård – skogsmarkens egenskaper och nyttjande. Sveriges Skogsvårdsförbunds Tidskrift 2–3 1977
(specialnummer), s. 233–247.
Olsson, M. & Melkerud, P.-A. 1991. Determination of weathering rates based on geochemical properties of the soil. I: Environmental Geochemistry in Northern Europe. Proc.
Symp. in Rovaniemi, Finland, 17–19 Oktober, 1989 (ed. Pulkinen, E.). Geol. Survey of
Finland, Special Paper 9, s. 69–78.
Olsson, M. Melkerud, P.-A. & Rosén, K. 1993. Regional modelling of base cation losses
from Swedish forest soils due to whole-tree harvesting. I: Applied Geochemistry,
suppl. Issue No. 2 (Hichon, B. & Fuge, R., eds.). Proc. From 2nd Internat. Symp.
on Environmental Geochemistry, Uppsala 1991, s. 189–194.
Ottosson Löfvenius, M. & Perttu, K. 2005. Kompendium i Klimatologi – med introduktion
100
till Skogsmeteorologin. SLU, inst. för skogsekologi.
Paavilainen, E. & Päiväven, J. 1995. Peatland Forestry – ecology and principles. Springer
Verlag. 248 s.
Person, J., Näsholm, T. & Högberg, P. 2000. Aminosyror – en ny kvävekälla i skogen! SLU.
FaktaSkog, nr 14–2000.
Persson, H. 1983. The distribution and productivity of fine roots in boreal forests. Plant and
Soil 71, s. 87–101.
Pessi, Y. 1958. On the influence of bog draining upon thermal conditions in the Soil and in
Air near the ground. Acta Agriculturae Scandinavica VIII:4, s. 359–374.
Porvari, P., Verta, M., Munthe, J. & Haapanen, M. 2003. Forestry practices increase mercury
and methyl mercury output from boreal forest catchments. Environmental Sciences and
Technology 37, s. 2389–2393.
Ramberg, L. 1981. Increase in stream pH after forest drainage. Ambio 10, no 1.
Ring, E. 1997. Miljöeffekter av bränder i skogsekosystem – en litteraturöversikt med
Norden i brännpunkten. SkogForsk. Redogörelse nr 2–1997.
Romell, L.-G. 1934. En biologisk teori för mårbildning och måraktivering. Stockholm.
Romell, L.-G. 1966. Röjningsbruket och dess hemlighet. Ymer. Årsbok 1966, s. 183–196.
Romell, L.-G. & Malmström, C. 1945. Henrik Hesselmans tallhedsförsök åren 1922–42.
Meddelanden från Statens Skogsförsöksanstalt 34, s. 609–625.
Rosén, K., Aronsson, J.-A. & Eriksson, H.M. 1996. Effects of clear-cutting on streamwater
quality in forest catchments in central Sweden. For. Ecol. Manage.83, s. 237–244.
Rosén, K. & Lindberg, T. 1980. Biological nitrogen-fixation in coniferous forest watershed
areas in central Sweden. Holarctic Ecology 3, s. 137–141.
Rosén, K. & Lundmark-Thelin, A. 1986. Hyggesbruket och markvården. I: Skogen som
natur och resurs – mark-flora-fauna. Skogshögskolans höstkonferens 3–4 december 1985,
Uppsala. SLU. Skogsfakta Konferens nr 9, s. 42–49.
Rosling, A. & Finlay, R. 2004. Mykorrhizasvampar kan vittra mineraljord. SLU. FaktaSkog
nr 15–2004.
Scott Russel, R. 1982. Plant Root Systems. Their function and interaction with the soil.
ELBS/McGraw-Hill Book Company Ltd.
Silfverberg, K. 1996. Nutrient status and development of tree stands and vegetation on ashfertilized drained peatlands in Finland. The Finnish Forest Research Institute. Research
Papers 558.
Rapport 3270.
Sirén, G. 1955. The development of Spruce forest on raw humus sites in northern Finland
and its ecology. Acta Forestalia Fennica 62.
Sikström, U., Björk, R.G. & Klemedtsson, L. 2012. Tillförsel av aska i skog på dikad torvmark i södra Sverige – skogsproduktion och emission av växthusgaser. Värmeforsk.
Askprogrammet. Arbetsrapport nr 29.
Sjöberg, K., Pihl Karlsson, G., Svensson, A., Wängberg, I., Brorström-Lundén, E., Hansson,
K., Potter, A., Rehngren, E., Sjöblom, A., Areskoug, H., Kreuger, J., Södergren, H.,
Andersson, C., Holmin Fridell, S. & Andersson, S. 2013. Nationell Miljöövervakning –
Luft. Data t.o.m. 2011. IVL Svenska miljöinstitutet. Rapport B 2109.
Skogsproduktion på våtmark. 1980. Forskningsstiftelsen Skogsarbeten. Redogörelse nr
3–1980.
Skogsstyrelsen. 2001. Markförsurning & Motåtgärder. Skogsstyrelsen. Temaserie. Rapport
nr 11A, nr 11B, nr 11C, nr 11D, nr 11E, nr 11F, nr 11G, nr 11H, nr 11I.
Skogsstyrelsen. 2001. Åtgärder mot markförsurning och för ett uthålligt brukande av skogsmarken. Meddelande 4–2001.
Skogsstyrelsen. 2008. Rekommendationer vid uttag av avverkningsrester och askåterföring.
Meddelande 2–2008.
Skogsstyrelsen. 2009. Dikesrensningens regelverk. Skogsstyrelsen. Meddelande 1–2009.
Skogsstyrelsen. 2013. Skogsstyrelsens föreskrifter och allmänna råd om anmälningsskyldighet för samråd enligt 12 kap. 6 § miljöbalken avseende skogsbruksåtgärder.
101
Skogsstyrelsens författningssamling. SKSFS 2013:3.
Skogsstyrelsen. 2014. Allmänna råd om kvävegödsling beslutade, 2014-07-10.
Skogsstyrelsens Nyhetsarkiv. Tillgänglig på: www.skogsstyrelsen.se.
Skogsstyrelsen, 2014. Skogsstyrelsens föreskrifter och allmänna råd till skogsvårdslagen.
Skogsstyrelsen, 2014. Skogsstatistisk Årsbok 2014.
Skyllberg, U. 2003. Kvicksilver och metylkvicksilver i mark och vatten. SLU. FaktaSkog nr
11–2003.
Staaf, H. & Olsson, B.A. 1991. Acidity in four coniferous forest soils after different harvesting regimes of logging slash. Scand. J. For. Res. 6, s. 19–29.
Staaf, H. & Olsson, B.A. 1994. Effects of slash removal and stump harvesting on soil water
chemistry in a clearcutting in SW Sweden. Scand. J. For. Res. 9, s. 305–310.
Statens energiverk, 1985. Förbränning av torvbränslen: hur kan miljökraven tillgodoses?
Statens energiverk. 1985:2.
Stendahl, J. 2007. Utvärdering av miljötillståndet och trender i skogsmark. I: Bara naturlig
försurning. Bilagor till underlagsrapport till fördjupad utvärdering av miljömålen, bilaga
2. Naturvårdsverket. Rapport 5780.
Svensk författningssamling, 1998. Förordning (1998:1388) om vattenverksamhet m.m.
Svensson, M. 2006. Vattenkvalitén i Fredstorpsbäcken – dikad bäck på fastigheten Rämningstorp i Skara kommun. SLU, inst. för skogens ekologi och skötsel.
Examensarbete 2007:4.
Sverdrup, H. & Warfvinge, P. 1995. Critical loads of acidity for Swedish forest ecosystems.
Ecological Bulletin 44, s. 75–89.
Sverdrup, H., Warfvinge, P. & Nihlgård, B. 1994. Assessment of soil acidification effects on
forest growth in Sweden. Water Air and Soil Pollution 78, s. 1–36.
Sveriges Lantbruksuniversitet. 1983. Det biologiska taket för skogsproduktionen.
Skogshögskolans höstkonferens 1982. Skogsfakta Suppl. nr 2.
Söderström, V. 1974. Markberedning. Sveriges Skogsvårdsförbunds Tidskrift 1, s. 157–403.
Söderström, V. 1979. Ekonomisk skogsproduktion. Del 2. Föryngring. LTs förlag,
Stockholm.
Tamm, C.-O. 1985. De skogliga bördighetsförsöken. Mål, metoder, tillväxtresultat. Kungliga
Skogs- och Lantbruksakademiens Tidskrift, supplement 17, s. 9–29.
Tamm, C.-O. 1991. Nitrogen in the terrestrial Ecosystems. Questions of Productivity,
Vegetational changes, and Ecosystem Stability. Ecological Studies 81. Springer Verlag.
Tamm, C.-O. & Carbonnier, C. 1961. Växtnäringen som skoglig produktionsfaktor.
Kungliga Skogs- och Lantbruksakademiens Tidskrift 1–2.
Tamm, C.-O. & Hallbäcken, L. 1988. Changes in soil acidity in two forest areas with different acid deposition: 1920s to 1980s. Ambio 17, s. 56–61.
Teikmanis, A. 1954. Några studier över de mossrika granskogarna i Norrland och deras föryngringsproblem. Norrlands Skogsvårdsförbunds Tidskrift 1954, s. 307–434.
Troedsson, T. & Nykvist, N. 1973. Marklära och markvård. Almqvist & Wiksell Läromedel
AB. Stockholm.
Ulfhielm, C. 2014. Hänsynen till forn- och kulturlämningar. Resultat från
Hänsynsuppföljning Kulturmiljöer 2013. Skogsstyrelsen. Rapport 4–2014.
Unestam, T. & Finlay, R. 1998. Träd kan äta sten: nya perspektiv öppnas. SLU. FaktaSkog
nr 9–1998.
Warfvinge, P. & Sverdrup, H. 1992. Calculating critical loads of acid deposition with
PROFILE – a steady state chemistry model. Water, Air and Soil Pollution 63, s. 119–143.
Westling, O. & Nohrstedt, H.-Ö. 1995. Miljökonsekvensbeskrivning av STORA SKOGs
gödslingsprogram, Del 2, bedömning. Institutet för Vatten och Luftvårdsforskning, B
1219, Aneboda.
Westling, O., Örlander, G. & Andersson, I. 2004. Effekter av askåterföring till granplanteringar med ristäkt. IVL. Rapport B 1552.
Skogsstyrelsen.
von Arnold, K., Weslien, P., Nilsson, M., Svensson, B.H. & Klemedtsson, L. 2005. Fluxes of
CO2, CH4 and N2O from drained coniferous forests on organic soils. For. Ecol. Manage.
210, s. 239–254.
von Arnold, K., Hånell, B., Stendahl, J. & Klemedtsson, L. 2005. Greenhouse gas fluxes
102
from drained organic forestland in Sweden. Scand. J. For. Res. 20, s. 400–411.
Wretlind, J.E. 1932. Om hyggesbränningen inom Malå revir. Norrlands skogsvårdsförbunds
tidskrift, 1932, s. 243–332.
Wretlind, J. 1931. Bidrag till belysande av de norrländska tallhedsproblemen. Norrlands
Wretlind, J.E. 1948. Nordsvensk hyggesbränning. Tryckeri A.-B. Thule. Stockholm.
Wästerlund, I. 1983. Kantträdens tillväxtförluster vid gallring på grund av jordpackning och
rotskador i stickväg – en sammanställning och bearbetning av litteraturuppgifter. Sveriges
Skogsvårdsförbunds Tidskrift 2–83.
Wästerlund, I. 1985. Compaction of till soils and growth tests with Norway spruce and Scots
pine. For. Ecol. Manage.11, s. 171–189.
Wästerlund, I. 1992. Extent and causes of site damage due to forestry traffic. Scand. J. For.
Res. 7, s. 135–142.
Zackrisson, O., Nilsson, M.C., Dahlberg, A. & Jäderlund, A. 1997. Interference mechanisms
in conifer-Ericaceae-feathermoss communities. Oikos 78, s. 209–220.
Örlander, G. & Gemmel, P. 1989. Markberedning. Sveriges Skogsvårdsförbunds Tidskrift
3–89.
Örlander, G., Egnell, G. & Albrektson, A. 1996. Long-term effects of site preparation on
growth in Scots pine. For. Ecol. Manage.86, s. 27–37.
Örlander, G., Nordborg, F. & Gemmel, P. 2002. Effects of complete deep-soil cultivation on
initial forest stand development. Studia For. Suec. nr 213.
103

Skogsbruk - mark och vatten, 99 sidor (pdf 2 Mb)

Transcription

Similar documents

Norra Norrbottens distrikt

Gammal skog på Gotland

Rapport7•2014 - Skogsstyrelsens böcker och broschyrer

ALL RÅDGIVNING PÅ ETT STÄLLE.

Röjning - Skogsstyrelsens böcker och broschyrer